潮汐加热可以拓宽宜居地带

[ 录入者:zhoumeichun | 时间:2008-10-21 13:45:03 | 作者: | 来源: | 浏览:2300次 ]

原文标题:Tidal heating could widen habitability zone

作者:Dr. Emily Baldwin   原文来自:Astronomy Now   Posted: 2008.10.14

编译:YuNanhua   审校:Linq (编译版权所有,文章有删节,未经许可请勿转载。)

在其它类太阳系 中寻找支持生命存在的 行星 ,天文学家们应该考虑“Goldilock带”外的 可能性,在行星 科学会议上宣读研究报告的 科学家们说。

所谓太阳系 中的 宜居地带,定义了离开主恒星 的 距离,那里的 条件刚好适宜生命广泛存在。在我们的 太阳系 中,金星 和水星 对生命来说太炎热,外太阳系 的 那些行星 又太寒冷。地球是唯一拥有液态水的 行星 ,这是我们所知的 生命存在的 必需条件之一。

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MOA-2007-BLG-192Lb 是我们发现的 第一颗地外“小”行星 ,质量是地球的 3.3倍。它绕一颗质量只有太阳6%的 褐矮星 转。科学家猜测它是一颗岩石冰盖型行星 ,表面可能有液态海洋。图片提供:NASA.  

但是,我们的 太阳系 和其它系 统有一个明显的 不同。我们的 行星 绕太阳转的 轨道近圆形,而迄今为止找到的 地外行星 的 轨道绝大部分是长椭圆形。这就引起行星 靠近恒星 时,被潮汐力拉长,远离恒星 时,受潮汐力的 影响又变小。摩擦产生内热,引起各种地质活动,比如火山活动或板块运动。

类似的 过程发生在木卫一上,它被锁定在一个受到其它伽利略卫星 木卫二、木卫三和木卫四,当然还有木星 本身的 重力影响的 轨道上。木星 把木卫一向靠近它的 方向拉,其它卫星 把木卫一向相反方向拉,这些反方向的 力使木卫一和木星 之间的 距离一直在变化,使木卫一的 轨道略带椭圆形。这样,木卫一受到巨大的 潮汐力,总是在挤压或拉伸它的 内部,使得木卫一的 表面在一天内的 起伏变化达到一百米,迫使熔化的 物质和气体从地表的 缝隙中喷出,形成岩浆。类似地,这种潮汐发热被认为在木卫二的 冰盖下保持有一个液态海洋。

这种发热过程,将在距离稍远,稍寒冷的 行星 上面创造出适宜生命的 条件,亚利桑那大学月球和行星 实验室的 Brian Jackson、Rory Barnes和Richard Greenberg说。类似木卫二,这种潮汐发热将在行星 内部产生一个液态海洋。潮汐发热还可以通过火山活动,加强挥发物进入并丰富行星 大气。潮汐发热也可以驱动板块运动,一种检查二氧化碳过度聚积在行星 大气中的 机制,产生那种在金星 上发现的 致死温室大气。

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Io是太阳系 中火山活动最活跃的 行星 ,感谢木星 和其伽利略卫星 的 引力之间的 推拉作用引起的 额外潮汐加热作用。图片提供:The Galileo Project, JPL, NASA..

“我们的 研究表明,潮汐加热可以产生足够的 热量来驱动几十亿年长的 板块运动,足够生命产生并繁衍发展,”Jackson说。

但是,如果这种加热过程可以弥补行星 上缺乏的 某种适宜生命的 成分,那么,相反地,这种过程也就很容易破坏行星 上某种适宜生命的 成分。如果最近发现的 “超地球”-地球的 2-10倍大-确实是岩石地表的 话,它的 不规则轨道引起的 潮汐加热将足以熔化那些岩石,产生类似木卫一上面的 火山活动。

“潮汐加热和行星 质量成正比,我们可以预期,大部分容易发现的 “超地球”都有火山活动,”Jackson说。“这是我们这项研究工作得到的 首批结论之一,第一颗发现的 类地行星 可能被加热并存在大火山。即使是处于宜居地带,因为潮汐加热的 原因,它们仍然不适宜居住。”

(全文完)

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责任编辑:zhoumeichun

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