银河系中还有多少地球“复制品”?

科技工作者之家  |   2021-02-24 15:50

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长期以来,天文学家们一直在寻找地外文明。拥有生命的星球上一定存在液态水。然而,这种情形出现的概率难以计算,因为科学家们推测,类地行星上的水来自冰冻小行星的偶然撞击。

近日,哥本哈根大学全球研究所的研究人员在《科学进展》杂志发表的新研究结果令人大开眼界。他们发现,水在行星的形成过程中就已出现。据计算,地球、金星和火星都是如此。“我们的所有数据都表明,水从一开始就是地球的组成部分。而且这一定律很可能适用于银河系的所有行星。是否存在液态水的决定性因素是这颗行星与其恒星的距离。”研究领导者、恒星与行星形成中心的Anders Johansen教授说。

Anders教授和他的团队利用计算机模型计算出了行星形成的速度和构成要素。结果表明,由冰和碳组成的毫米大小尘埃颗粒(已知它们围绕银河系中所有年轻恒星运行)从45亿年前开始聚集,并形成了后来的地球。

“在地球达到当前质量的1%之前,它会通过大量捕获充满冰和碳的砾石积聚。之后地球的质量累积速度变得越来越快,直到500万年后,它达到了今天的大小。一路上,地表温度急剧上升,导致砾石中的冰蒸发并进入地表,就这样,水覆盖了如今地球表面的70%。”Anders教授说。

该理论被称为“砾石吸积”理论,它指出行星由砾石聚集而成,随后会变得越来越大。研究小组十年前便提出该理论,但直到今天,该理论才得以证明。

Anders教授认为,水分子在银河系中随处可见,因此,其他行星的形成方式很有可能与地球、火星和金星相同。他说:“银河系中所有行星可能都是由相同构筑块组成,这意味着,只要温度合适,碳、水含量与地球相同的行星在银河系中应该很常见。”

论文合著者Martin Bizzarro教授说:“依照我们的模型,所有行星都获取了等量的水。这表明其他行星可能不仅拥有与地球等量的水和海洋,还拥有与地球等量的陆地。这为生命的出现提供了良好的机会。”

另一方面,如果含水量是随机的,那么这些行星的“外表”可能大不相同。一些行星过于干燥,无法孕育生命;而其它行星则可能完全被水覆盖。

Anders Johansen说:“被水覆盖的行星当然对海洋生物有利,但却难以形成能够观察宇宙的文明。”

Anders Johansen和他的研究团队期待着下一代太空望远镜的出现,这将为观测围绕太阳以外恒星运行的系外行星创造良机。“新望远镜融入光谱学技术,功能强大。这意味着我们可以了解行星含有多少水蒸气,并了解星球上的海洋数量。”他说。

科界原创  

编译:橘子  

审稿:西莫 

责编:陈之涵

期刊来源:《科学进展》

期刊编号:2375-2548

原文链接:

https://phys.org/news/2021-02-milky-swarming-planets-oceans-continents.html

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