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天文學家說:翻轉世界或許更適合生命生存

2014/04/28 | | 標籤:

tilted-orbits

一般認為行星的自轉軸相對於公轉軌道面的傾角如果變動快速,將引起氣候鉅變,不利生命發展,例如:火星便是如此。但根據美國華盛頓大學(University of Washington)John Armstrong等人的最新研究:行星軌道傾角的變動並不會阻礙生命發展的可能性;有時候甚至更容易讓生命生存下去。

有些行星受到其他行星的重力擾動,可能使這顆行星的自轉軸傾角改變甚至倒置,天文學家有時戲稱這個狀況為「翻轉世界(tilt-a-worlds)」。這類翻轉世界受到母恆星的光熱更為均勻散佈,與固定轉向的行星相較之下,比較不易凍結,讓生物更適合生存。

不過這種狀況只發生在某顆恆星周圍適居區的靠外側邊緣附近,因為適居區內行星表面的水能以液態方式存在,這是生命生存的必需品。比適居區外側邊緣再遠一點的地方,溫度低到水將凍結成冰,不太可能讓生命繼續生存。Armstrong等人的最新研究有趣之處在於:能將適居區的範圍擴展10~20%左右,如此一來,銀河系中可能適合生命生存的行星數量將幾乎倍增。

這樣的「翻轉世界」之所以適合生物生存,是因為在某段時間,它的兩極會指向其母恆星,使南北極的冰帽(ice caps)快速融化成液態水。但如果沒有兩極冰帽者,單靠遍佈全球的冰河,要達到相同狀態就比較難了。因此,某顆系外行星自轉軸快速傾斜的話,實際上或許可以增加該行星表面的液態水含量。

地球和鄰近的行星在太空中大致有著相同的軌道面。但有證據顯示,有些行星系統中的行星的傾角甚至是相互垂直的;在此情況下,它們將會彼此從上方或下方拖拉,改變它們的自轉軸相對於母恆星的方向。

這組研究團隊利用電腦模擬方式重建了這種失衡的行星系統排列方式,想知道類似地球這樣的行星如果擁有這類怪異的鄰居會發生什麼事?他們的發現同時質疑了天文學家和天文生物學家現行普遍接受的理論,認為;行星需要有顆較大的衛星來穩定自轉軸,像地球一樣,才能有穩定的環境讓生物發展;反之,行星傾角無須穩定以創造生命適合生存之處。

地球目前的傾角大約穩定地維持在23.5度左右,按Armstrong等人的研究結論,若少了月球的存在,地球傾角可能增加10度左右,接著天氣就會發生變動,但即使如此,地球仍可能存有生命。甚至若多了大型衛星來穩定傾角反而會抑制生命生存,至少位在適居區邊緣的行星就會如此。

資料來源:Astronomers: ‘Tilt-a-worlds’ could harbor life. University of Washington [April 15, 2014]

轉載自網路天文館

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臺北天文館

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