水覆盖的行星可能比我们想象的更常见

2019-07-27 15:55:48

科学家说,完全被水覆盖的行星 - 有时达到数百公里或更深的深度 - 可能比我们想象的更为常见。事实上,在我们的太阳系诞生之前不久,地球自己的干地可能是幸运巧合的结果。

我们可能会认为地球是湿的,但这只是因为它的表面有很多水。按照宇宙标准,我们的星球实际上非常干燥,水总量只占其总质量的0.02%。

其原因,迈克尔迈耶在本周在美国华盛顿贝尔维尤举行的AbSciCon 2019天体生物学会议上说,地球和其他行星形成的早期原行星一度富含强烈的放射性同位素,如铝-26。

美国安娜堡密歇根大学的天文学教授梅耶说,这些短寿命放射性核素的腐烂产生的热量足以将这些物体的内部温度提高到1200开氏度(大约925摄氏度)。“这将驱逐大部分挥发物。”

值得庆幸的是,对于我们这些不想被我们的啤酒罐照射的人来说,铝-26在今天的太阳能系统中并不常见。它的半衰期仅为72万年,这意味着用迈耶的话说,在行星开始形成之前不久,大约45亿年前,它已经“污染”了我们太阳系的环境。

他说,这个“东西”将是一个超新星爆炸 - 由我们的太阳系诞生的恒星形成星团中某个巨星的死亡引起的。

这种爆炸并不常见。如果发生了一次,并非群集中的所有恒星都足够接近铝-26到达它们。

这并不意味着我们的太阳系是独一无二的。Meyer说,根据他的团队的模拟,似乎大约10%到15%的新形成的恒星系统最终会得到与我们自己的水平相当的铝-26水平。

但其他人呢?他说,这些行星不会形成由微星形成的行星,这些行星的热量足以驱走足够的水以形成像地球,火星,金星和水星这样的“干燥”岩石行星。相反,他们会保留大部分原始水(或冰)。

“大多数都非常潮湿,”他说。“你获得了大量的水。”在某些情况下,“超过50%”。

这些世界是否适合居住是一个更难的问题。迈耶将它们描绘成深海覆盖,被难以穿透的冰层覆盖。但这显然取决于他们离太阳有多远。

实际上,水世界可能比陆地式岩石行星更适合居住。中国北京大学的姚耀轩指出,许多已知的系外行星正在盘旋红矮星。

他说,为了从他们的太阳获得足够的温暖来获得液态水,这些世界必须如此接近,以至于潮汐力使他们永久地将同一张脸朝向他们的星星,就像地球的月亮总是面向地球一样。

在这样一个星球的一边,它是永久的中午。另一方面,它是永恒的午夜。

在一个多岩石的星球上,这是一场气候灾难,地球的一侧总是灼热,而另一侧则永远冻结。

但曾说,在水世界,在“次恒星”地点加热产生的风往往会向东吹,导致洋流向同一方向移动。他说这些电流可以达到每秒一米的速度,可以在地球周围传送温水。“这些可以让夜晚温暖,”他说。

一个更重要的问题是,没有升温到足以失去原始水的世界也应保留其原始二氧化碳。

美国伊利诺伊州芝加哥大学的Nadejda Marounina表示,如果二氧化碳在大气层中结束,温室变暖将把它们变成不适合居住的温室。

但她说,有可能让水世界在其表面下吸收大量的二氧化碳。

其中一些将溶解在它们的海洋深处。更多的物质可能以包合物(一种可以捕获二氧化碳等气体的加压冰)或固体二氧化碳或一种称为碳酸一水合物的更奇特的物质的形式被隔离在海底。

Marounina说,这些化合物的形成将取决于水世界的早期历史是否允许以这种方式隔离大量二氧化碳。“如果条件有利于二氧化碳下沉并被困成固体,[这样的世界]可能是适合居住的,”她说。