流浪行星的衛(wèi)星或可維持液態(tài)水長達(dá)43億年，為生命提供搖籃

IT之家 3 月 17 日消息，一項新研究表明，圍繞無恒星“流浪”行星運行的衛(wèi)星，或許能在數(shù)十億年間保持足夠的溫度以維持液態(tài)水存在，從而在宇宙深處為生命提供長期穩(wěn)定的宜居環(huán)境。

研究人員通過計算機模擬發(fā)現(xiàn)，一顆圍繞類木星流浪行星運行、大小與地球相當(dāng)?shù)男l(wèi)星，其表面溫度可維持在適宜液態(tài)水存在的范圍，最長可達(dá) 43 億年，幾乎與地球的存在時間相當(dāng)。

“生命的搖籃不一定需要太陽。”該研究第一作者、德國慕尼黑路德維希 · 馬克西米利安大學(xué)研究員戴維 · 達(dá)爾布丁在一份聲明中表示。

據(jù)IT之家了解，這項新研究聚焦系外行星的天然衛(wèi)星 —— 即系外衛(wèi)星，尤其是圍繞自由漂浮的流浪行星運行的衛(wèi)星。天文學(xué)家尚未確鑿證實系外衛(wèi)星的存在，但越來越多的間接證據(jù)表明，距離人類首次發(fā)現(xiàn)它們或許已不遠(yuǎn)。

流浪行星誕生于混亂的年輕行星系統(tǒng)：在引力的近距離相互作用下，一些行星被甩出宿主恒星的軌道，墜入星際空間。最新研究顯示，這些“流浪星球”即便被拋射出去，仍有很大概率保留自身的衛(wèi)星。不過，這一劇烈過程會極大改變衛(wèi)星的運行軌道，使其被拉長成圍繞行星的橢圓形軌道。

當(dāng)衛(wèi)星沿橢圓軌道靠近或遠(yuǎn)離行星時，行星的引力會反復(fù)擠壓、拉伸衛(wèi)星內(nèi)部。在我們的太陽系中，這種機制為木星衛(wèi)星木衛(wèi)一的劇烈火山活動提供能量，也讓木衛(wèi)二、土衛(wèi)二等冰質(zhì)衛(wèi)星的地下海洋免于凍結(jié)。

這一過程被稱為潮汐加熱，通過摩擦產(chǎn)生內(nèi)部熱量。而新研究指出，這種熱量強度足以讓液態(tài)海洋在寒冷的星際空間中不被凍結(jié)。

研究人員表示，熱量能否維持在衛(wèi)星表面，很大程度上取決于其大氣層。此前研究認(rèn)為，二氧化碳可產(chǎn)生足夠的溫室效應(yīng)，讓這類衛(wèi)星保持宜居狀態(tài)長達(dá) 16 億年。但新研究指出，在星際空間的極寒環(huán)境中，二氧化碳會發(fā)生冷凝，導(dǎo)致大氣層崩塌，熱量隨之散失。

但研究表明，氫氣在濃密、高壓的環(huán)境下表現(xiàn)截然不同。團隊模擬顯示，氫分子碰撞時能短暫吸收本會輻射到太空中的熱量。這使得濃密的氫氣大氣層如同隔熱毯，能更高效地鎖住熱量。

該研究成果于今年 2 月發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月報》上。結(jié)果顯示，在上述條件下，部分系外衛(wèi)星可長期保持適宜液態(tài)水存在的溫度，也就意味著，它們對我們已知的生命形式具備潛在宜居性，時長最長可達(dá) 43 億年。

聲明指出，這一發(fā)現(xiàn)可能極大拓寬可能孕育生命的環(huán)境范圍，表明“即便在銀河系最黑暗的區(qū)域，生命也能誕生并延續(xù)”。