
Goldilocks Zone的名字來自童話故事,“ Goldilocks和The Thch Bears”。 Goldilocks是一個挑剔的小女孩,他們的粥必須恰到好處 - 既不太熱也不太冷。生活本身是一樣的,或者至少是我們在地球上熟悉的水基生活。
因為一個行星必須“恰到好處”,或者能夠維持生命,它不可能是如此冷,以至於水只像冷凍的冰一樣存在,而且水不能那麼熱,以至於水都沸騰了。只有在一定範圍內的軌道範圍內的行星被認為能夠支持生命的“ Goldilocks Zone”(或正式稱為“居住區”)。
宜居區的定義
如果行星的軌道使它離其母星太近,那麼它將太熱,無法存在,如果它太遠了,那就太冷了。但是,定義可居住區的實際距離,在恆星之間有所不同。
我們自己的太陽是G型黃色矮人,毫無疑問,它的宜居區是因為地球佔據了這個區域,距離這顆恆星約9300萬英里(1.3億公里)。
但是對於比太陽更小,更涼爽的M型紅色矮人,可居住的區域離恆星更近。根據Sirius這樣的更大,更熱的A型恆星,Goldilocks區域更遠。NASA。
對於在其他行星上尋找生命的天體生物學家來說,進入宜居區只是他們必須考慮的因素之一。以我們自己的月亮為例。它顯然位於Goldilocks區域,因為它很近地球,但其表面沒有液態水。
據Space.com稱,這是因為大氣壓力和成分也必須考慮到。這使得月亮,這種氣氛無話可說,無法自行支持生活。
不要過多地閱讀“可居住”一詞也很重要。即使行星上的條件完全適合存在液態水,這並不一定意味著它的居住。科學家尚未確切解決地球生命的起源,因此,除了水和氣氛外,我們不知道還有哪些其他微妙的成分。
我們自己的太陽系是所有行星系統中研究最多的人。理論家通過根據其收到的太陽能加熱量來估算行星的表面溫度,從而弄清了其Goldilocks區域的位置。
到目前為止,結果與我們從觀察結果中知道的一致。地球 - 一個非常水的星球,與生命充滿活力 - 舒適地位於宜居區。火星過去,過去有很多水,但如今是貧瘠的沙漠,就在其外部邊緣。在內部邊緣是金星- 一個沸騰的熱星球,這既要歸功於它與太陽及其超級厚的氣氛。NASA。
Goldilocks區域的系外行星
發現新的系外行星繞著遙遠的恆星幾乎變得司空見慣。但是,當在其母星的Goldilocks區域中發現一個人時,總是令人興奮。
這發生在2016年的Proxima B案中,該案例繞著太陽在太空中最近的鄰居 - 紅矮人Proxima Centauri,距離距離4光年超過4光年。這是如此小且昏暗,以至於其可居住的區域位於非常近的範圍,但是Proxima B(每11天都會在恆星周圍旋轉一次)安全地在其中。歐洲南方天文台(ESO)。
trappist-1是另一個知名的紅色矮人。在大約40光年的情況下,它比Proxima更遠,但從宇宙角度來看,它仍然是一個近距離的鄰居。根據trappist-1,擁有七個已知的岩石行星,其中三個躺在星星的Goldilocks區域內。NASA。
所有七個行星上都有水存在,儘管只有在宜居區域內的三個行星上處於液態狀態。它將以更靠近恆星的行星或最遙遠的冰層的形式進行大氣水蒸氣的形式。可以理解的是,天文學家渴望更多地了解Trappist-1系統,這是計劃的目標之一詹姆斯·韋伯太空望遠鏡。
最終工程太陽系
當a太陽系形式,沒有理由在宜居區中優先發生行星,而Trappist-1系統在那裡擁有多達三個行星。
但是從理論的角度來看,可以將多少行星擠入Goldilocks區嗎?這是天體物理學家肖恩·雷蒙德(Sean Raymond)在他的博客上解決的問題Planetplanet.net。
事實證明,確實存在一個理論上的限制,除了行星太近的情況下,系統變得不穩定。雷蒙德(Raymond)提出了他所說的“最終工程太陽系”,在宜居區中總共有412個行星,在八個同心軌道周圍排列,這些軌道交替旋轉,交替旋轉。
構建理論太陽系
“終極工程太陽系”的創始人肖恩·雷蒙德(Sean Raymond)在這裡討論了他的作品。
您是如何來創造如此奇怪的行星安排的?
“我的日常工作是要了解行星系統的形成,使太陽係與我們發現的外部系統不同的是什麼,以及哪種類型的軌道配置是穩定的,哪些是穩定的。我想弄清楚哪種類型的軌道體系結構可以最大程度地最大化可居住的區域中的行星數量,但還可以始終如一地進行訓練。使用計算機模擬的最瘋狂的系統來確保一切結合在一起。”
您為什麼稱其為最終的“工程”太陽系?
"Originally I built two systems, each with about 30 planets in the habitable zone. Those systems could plausibly form in nature, if just the right series of events took place (like rolling sixes on two dice ten times in a row). But I can't imagine how the Ultimate Engineered solar system could form naturally. A system with equally-spaced planets, distributed along rings orbiting in opposite directions, is just impossible as far as I know. So, if such a system exists, I would認為它一定是故意建立的,可能是由超級先進文明的工程師可能建立的。”
如果這樣的系統確實存在,我們如何從地球上檢測到它?
“檢測將非常棘手,因為我們測量的信號是推斷出存在外球星的存在 - 通常是徑向速度或過境信號 - 最終可能會令人困惑,以至於在最終工程系統的情況下,它們可能會被誤認為是噪音。”
其他資源
有關Goldilocks區域的更多信息,請查看“Goldilocks區:外星生命所需的條件(尋找其他地球)“勞拉·拉·貝拉(Laura La Bella)和這個影片在可居住的區域ESA。
參考書目
- 米歇爾·約翰遜(Michele Johnson),”不同星星的可居住區”,美國國家航空航天局,2009年12月。
- 保羅·薩特(Paul Sutter),”我們不太了解外星星球的宜居區“ Space.com,2021年2月。
- 肖恩·雷蒙德(Sean Raymond),”最終工程太陽系”,Planetplanet.net,2022年4月訪問。
- NASA,”什麼是宜居區?”,2021年
- 薩拉·里格比(Sara Rigby),”如果系外行星是“可居住的”是什麼意思?“,科學重點,2020年
- 那, ”在最近恆星周圍可居住區發現的行星”,2016年8月
- NASA,”最大的土壤大小的宜居區行星發現軌道trappist-1”,2022年4月訪問。