严酷的辐射对附近的系外行星没有生命障碍

2019-08-05 15:54:54 来源: INeng财经

新的模型表明,生物系统可以在X射线和紫外线(UV)辐射的强烈和长时间爆发中存活,因此希望在相对靠近地球的四个岩石系外行星上找到生命。

来自美国康奈尔大学的天文学家Lisa Kaltenegger和Jack O'Malley-James的分析表明,生命可以在各种各样的行星大气层中维持,不仅是那些大致类似于地球上的大气层,而且还受到侵蚀和侵蚀。缺乏氧气和保护性臭氧的薄型。

这项工作发表在皇家天文学会月刊上。

已知在其主星的可居住区(HZ)中轨道运行的四个最近的岩石系外行星是Proxima-b,TRAPPIST-1e,Ross-128b和LHS-1140b。

其中,最接近地球的是Proxima-b,一颗质量大约是地球大约1.3倍的行星,绕着距太阳大约4.2光年的恒星Proxima Centauri运行。

与其他三个候选行星的主人一样,星座Proxima是一颗红矮星 - 一颗比太阳小得多,更凉爽,寿命更长的恒星。红矮星也被称为M星,是迄今为止宇宙中最常见的恒星类型。

他们还将可居住区域的舒适概念变成了一个竖起的帽子。该地区,也被称为金发姑娘区,被定义为距离恒星足够远的恒星的轨道距离,以保持液态的水。

因为红矮星比较大的恒星要冷得多,所以名义上可居住的区域相对较近 - 这意味着其中的行星受到来自恒星的大量X射线和紫外线辐射的轰击。

例如,Proxima-b接收的X射线辐射比地球多250倍。

一些研究得出的结论是,这种暴露的暴力会阻止任何生物过程的开始。大量进入的紫外线通量也可能会使任何液态水沸腾。

事实上,在2017年的一项研究中,Kaltenegger和O'Malley-James发表了一篇论文,对另一篇新论文的目标系外行星TRAPPIST-1e的生命机会进行了一次非常悲观的评估。

他们得出结论,TRAPPIST-1系统行星周围的臭氧贫乏大气层将导致“表面环境甚至对高紫外线耐受的陆地极端微生物也具有敌意”。

然而,他们的最新研究发现他们采用了更积极的语调。

他们总结说,所有四个目标行星的生命都是明显可能的。他们通过使用通常是天体生物学的祸根来达到这个结论 - 到目前为止,只有一个已知的生物系统:地球。

正如亚利桑那州立大学的天体生物学家萨拉伊万里沃克和保罗戴维斯指出的那样,基本上只有一个样本大小,这使得无法区分可能是地球系统独特人工制品的结构,以及那些可能来自普遍“类似法律”的结构。 “过程。

然而,Kaltenegger和O'Malley-James通过研究这个星球的深层历史来避免这个棘手的问题。

40亿年前,当生命开始时,他们指出,地球的大气层是非常不同的,并且这个行星受到巨大且极其强大的辐射流入。

然而,生命出现了。

即使在最坏情况下,他们对目标系外行星上可能的大气条件进行建模也会产生好消息。

他们写道:“与现今的地球相比,缺氧环境确实会产生更具生物危害性的辐射环境,但它的生物学危害仍然比早期的地球要低一个数量级。”

“因此,紫外线表面辐射水平不应排除我们最近的潜在可居住行星的表面可居住性,也不排除一般在活跃的M星的HZ轨道上运行的行星。”

他们指出,高紫外线情景可能会持续数十亿年,因为红矮星的寿命极长,并可能因此导致可检测性状的演变。

“在高紫外线表面环境中,保护生物群免受此类辐射影响的机制在维持表面适宜性方面起着至关重要的作用,特别是在具有薄,侵蚀或缺氧大气的活跃M星周围的行星上,其他紫外线衰减的气体/颗粒不是礼物,“他们写道。

为了支持这一断言,研究人员提供了来自陆地生物学的例子。例如,某些种类的微生物和地衣已经在各种任务中被带入太空,并且在完全的太阳紫外线照射下存活,将保护性细胞或色素部署为紫外线屏幕。

生活在薄薄的沙子或土壤之下也会减少紫外线照射,最短的紫外线波长可以减少一个数量级,只需一微米的水。

Kaltenegger和O'Malley-James承认,知道Proxima-b,TRAPPIST-1e,Ross-128b和LHS-1140b的精确大气条件目前是不可能的。

然而,他们认为虽然紫外线辐射可能不是影响生命机会的唯一因素,但它本身不应该被认为足以将这些机会减少到零,无论条件恶劣如何。

他们总结道:“即使对于有侵蚀或缺氧环境的轨道运行轨道活跃的星球,我们模型中的表面紫外线辐射仍然低于早期地球的所有情况。”

“因此,它们不是在我们寻找生命的过程中统治这些世界,而是为寻找生命提供了一个有趣的环境,甚至为寻找在高紫外线表面条件下可能存在的替代生物印记提供了有趣的环境。

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