放射性因素在行星中扮演什么职位’s Habitability?

迄今为止,天文学家已经证实存在 4,301个额外行星 在3,192个星系中,另有5,650名候选人等待确认。在未来几年中,下一代望远镜将允许天文学家直接观察许多这些外产品,并将严格的限制放在潜在的居住地上。及时,这可能导致在太阳系之外发现生活!

唯一的问题是,寻找生命的证据要求我们知道要寻找什么。根据A. 新研究 由来自加州大学圣克鲁斯(UCSC)的跨学科团队,放射性因素可能在行星居住地中发挥作用。因此,他们争论的未来研究岩石外产的研究应该寻找特异性同位素,表明钍和铀等长寿元素的存在。

在地球上,由重放射性钍和铀驾驶板构造的缓慢衰减引起的内部加热,这可能需要维持地球’S磁场。该领域是保护地球免受辐射,宇宙光线,并阻止我们的气氛剥夺。这就是Exoplanet-Hunters和Astrobiologists认为磁场对居住地至关重要的原因。

地球和周围的磁场和电流产生复杂的力,对每天生命产生不可估量的影响。信用:ESA / ATG MEDIALAB

事实上,这是天文学和天体物理学教授Natalie Batalha的工作 天体学倡议 在UCSC,引发了导致这项研究的跨学科合作。因为她解释说 UCSC.新闻中心释放,行星发电机以多种方式与居民联系在一起:

“已经推测,内部加热驱动板构造,它产生碳循环和像火山的地质活动,产生气氛。保留气氛的能力与磁场有关,也是由内部加热驱动的。“

碳循环是指二氧化碳的过程(CO2通过火山活性加入到大气中,并通过与各种矿物质的相互作用来解析(导致碳酸盐)。该过程对于保持稳定的温度随着时间的推移至关重要,这确保了可以进行复杂的,长期的进化过程。

此外,如果没有磁场,则快速移动的带电粒子(AKA。太阳风)可以稳定地侵蚀行星的大气。这就是火星发生的事情,它的磁场失踪(CA.2.2亿年前)引起了大部分大气和地表水丢失到空间–导致它成为今天的寒冷,干燥和照射的环境。

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显示三个版本的三个版本的三个版本与不同的量的与放射性元素的内部加热。信用:Melissa Weiss / UCSC

在地球上,磁场是其液体外核中对流的结果,其产生动力效果,因为它在相反方向上旋转。通过通过缓慢衰减,地球提供内部加热’S放射性元素对于维持这种效果至关重要。作为Francis Nimmo,UCSC的地球教授和UCSC和第一个作者的学习,在研究中解释说明 UCSC.新闻中心释放:

“我们意识到的是,不同的行星积累了最终能够发电地质活动和磁场的不同量的这些放射性元素。所以我们采取了地球的模型,并拨打了内部辐射热产生量,以查看会发生什么。

他们发现的是,在放射性元件和辐射加热方面存在危急平衡。太多,超过了地球经验,对潜在的居民有很多负面影响。对于一个,由于地球上的钍和铀大多数都在地幔中发现,过量的这些将导致地幔充当绝缘体。

这将防止熔融的外部芯脱落足够的热量以保持对流运动。另一种后果是辐射加热过多会导致更多的火山活性,这可能引发灭绝级事件。另一方面,放射性太少会导致没有火山,导致地质学“dead”(又名。停滞不前)行星。

附近一些着名的星星的图。据估计,大约14,600颗星在太阳的100个轻的岁月内。信用:安德鲁Z.COLVIN / WIKIPEDIA

作为Francis Nimmo,UCSC的地球教授和行星科学和研究的第一作者, 解释:

“只是通过改变这个变量,你扫过这些不同的场景,从地质上死于地球,在没有发电机的情况下到极度的火山。既然我们看到改变辐射加热量的重要意义,我们应该通过更详细的计算来检查我们使用的简化模型。”

钍和铀等重子是从中子恒星的合并产生的,这是极少数的事件。因此,在循环磁盘中的这些元件的可用性,从该凸轮形式的系统,因此将取决于这些罕见事件的邻近。这将导致行星系统之间具有相当大的变化。

为了确定变异性的范围,Nimmo及其同事咨询了天文学家进行的附近恒星的铕测量。铕谱在恒星光谱中轻松检测到铕,并通过创造钍和铀的相同工艺产生。因此,铕可以用于确定附近这两个元素在附近的恒星和行星中的常见程度。

通过将这些测量输入到他的辐射性加热模型中,NimMo和研究团队能够在附近的星系系统中建立一系列放射性元素的估算。虽然地球和太阳系在这个范围的中心,但调查的许多恒星都有一半的铕与太阳一样多,而其他恒星也有两倍多。

图片:詹姆斯韦伯太空望远镜
美国宇航局’S James Webb望远镜,在这位艺术家展示’概念,将提供有关先前检测到的外产的更多信息。超过2020年,预计更多的下一代空间望远镜将建立在它发现的东西上。信用:美国宇航局

作为Batalha. 解释,这可能是确定行星是否是的另一个重要约束“潜在居住的:

“这是一个复杂的故事,因为两个极端都对居住地有影响。您需要足够的辐射加热以维持板块构造,但没有那么多,你关闭了磁性发电机。最终,我们正在寻找最有可能的生活居所。丰富的铀和钍似乎是关键因素,甚至可能是用于定义金发姑娘星球的另一个维度。”

辐射加热的重要性和变化开辟了许多新途径,用于外产的研究和天体学。对于初学者来说,天文学家可以使用光谱检查来测量恒星中的丰富铕,并对任何行星中的辐射元素水平进行推断。下一代仪器如 詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST)计划明年推出,非常适合这项任务。

研究,标题为“辐射加热及其对岩石行星发电机和居民的影响,”出现在11月10日问题 astrophysical杂志.

进一步阅读: UCSC., 天体学习期刊字母

一个回复“放射性因素在行星中扮演什么职位’s Habitability?”

  1. 这里’据了地球上的纸纸纸的联系在其他环境中发现了几公里以及如何在没有光的辐射上茁壮成长的辐射性寿命。这改变了居住地的概念。
    感谢吉尔·米卡什为汉语 //eur04.safelinks.protection.outlook.com/?url=https%3A%2F%2Froyalsocietypublishing.org%2Fdoi%2Fpdf%2F10.1098%2Frsif.2016.0459&data=02%7C01%7C%7Cfbcea3b9c38542f91d6208d7fd95786d%7C84df9e7fe9f640afb435aaaaaaaaaaaa%7C1%7C0%7C637256690726164846&sdata=B1mvlY4UuJVkuRU%2B9y2B3oV9bGyUfSs5izNtlvxdXOM%3D&reserved=0

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