一項新的研究表明，在尋找可以支持外星生命的宜居行星時，合適的世界可能比我們之前想像的要少得多。
根據這項研究，目前行星宜居性的估計是基於所謂的金髮女孩區– 與太陽的距離足以維持生命 – 不要考慮生命在行星上存在所需的另一個關鍵因素：世界形成時的內在溫度。
耶魯大學的地球物理學家 Jun Korenaga 表示，問題不在於金髮姑娘區本身，而是我們對行星如何透過一種稱為「調節溫度」的過程進行調節的了解。地函對流。
稍微回溯一下，位於恆星金髮女孩區內的行星是被認為可能適合居住因為它們離太陽的距離正好適合液態水存在於其表面。
基本上，這些行星不能離太陽太遠，以至於維持生命所需的任何液態水都會凍結，但它們也不能太近，因為那樣恆星的高溫會使水蒸發。
因此，行星表面存在液態水的可能性與行星表面溫度密切相關。
但還有另一個因素可以影響行星的表面溫度──地函對流。這描述了當岩石四處移動、分散或容納熱量時，地下構造運動如何交替加熱和冷卻行星的內部溫度。
科學家曾經認為，大多數行星都能夠以這種方式自我調節溫度，這可能會導致一些星球達到維持生命的正確溫度。
但這正是科雷納加的新研究表明我們可能會錯的地方，它發現行星最初形成時的初始內部溫度對其潛在宜居性的影響遠大於此後進行的任何自我調節。
“如果你收集有關地球在過去數十億年中如何演化的各種科學數據，並試圖理解它們，你最終會意識到地函對流對內部溫度相當無關緊要，”他說。
科雷納加使用新的數學框架來計算這種自我調節的工作原理，他認為類地行星不太可能以這種方式影響其自身的內部溫度，這意味著除了處於宜居帶內的世界之外，也有適合居住的條件– 取決於世界最初形成時的初始溫度。
“對行星形成的研究表明，像地球這樣的行星是由[宇宙物質]的多次巨大撞擊形成的，眾所周知，這種高度隨機過程的結果是非常多樣化的，”是永解釋道。
「如果地球內部溫度不在一定範圍內，我們認為在這個星球上理所當然的東西，例如海洋和大陸，就不會存在，這意味著地球歷史的開始不可能太熱或太冷。 ”
換句話說，除了落入太陽的宜居帶之外，地球還夠幸運——或者更確切地說，我們我們很幸運——大約 45 億年前地球首次形成時就擁有合適的溫度，因為即使在很長一段時間內部溫度發生變化也不會產生重大影響。
如果科雷納加的計算是正確的，這可能意味著科學家發現的許多存在於其恆星宜居區內的系外行星並不像我們最初想像的那樣適合居住——這使得在太陽系外尋找外星生命的工作變得更加困難比現在更好的演出。
“缺乏自我調節機制對行星的宜居性有著巨大的影響。”科雷納加說。
但這些影響到底有多大呢？雖然現在確定還為時過早，但科雷納加認為，如果計算成功，這可能會大大減少實際上適合居住的候選行星的數量。
科雷納加告訴戴夫·莫舍爾：“雖然很難具體說明多少，但它確實減少了宜居世界的數量。”商業內幕。 「大多數…先前的研究都假設類地行星能夠自我調節，我們需要放棄這一假設，變得更加開放…像地球這樣的行星很可能是宇宙中獨一無二的。”
但其他科學家仍然樂觀，指出我們對板塊構造還有很多不了解，並且可能存在一些世界 - 由於它們靠近太陽 - 可能會在不需要地幔對流的情況下找到液態水的合適溫度。
未參與這項研究的麻省理工學院行星科學家薩拉·西格 (Sara Seager) 表示：“落基行星非常常見。”商業內幕。 “儘管人們期望行星具有巨大的多樣性及其影響，但無論我們認為需要什麼，仍然會有大量的行星適合居住。”
雖然科學家發現的潛在宜居系外行星的數量可能比我們想像的要少得多，這可能會令人失望，但得益於科雷納加的發現，好消息是這項研究實際上可以幫助縮小搜尋範圍。有了這些訊息，科學家也許能夠將最有可能支持外星生命的世界歸零。各位，手指交叉。
研究結果發表於科學進步。
