系外行星似乎是建立家政服务的理想场所

资讯2019-12-16 11:12:52
导读系外行星似乎是建立家政服务的理想场所,但是在您去那里之前,请仔细观察它的星星。赖斯大学的天体物理学家正是这样做的,他建立了一个计算

系外行星似乎是建立家政服务的理想场所,但是在您去那里之前,请仔细观察它的星星。

赖斯大学的天体物理学家正是这样做的,他建立了一个计算机模型来帮助判断恒星自身的大气如何影响其行星,无论好坏。

他们希望通过缩小可居住性的条件,来扩大对潜在可居住行星的搜索。现在,天文学家怀疑天空中数十亿颗星中的大多数都至少有一颗行星。迄今为止,地球观察员已经发现了其中近4000名。

首席作者,莱斯大学的研究生艾里森·法里什(Alison Farrish)和她的研究顾问,太阳物理学家戴维·亚历山大(David Alexander)领导了他们小组的首次研究,目的是表征我们星球以外的恒星的“空间天气”环境,以观察其如何影响系外行星周围的磁活动。这是美国国家科学基金会(National Science Foundation)资助的项目的第一步,旨在探索行星自身周围的磁场。

“目前的技术无法确定系外行星是否具有保护磁场,因此本文着眼于所谓的星际磁场,” Farrish说。“这是系外行星将与之相互作用的恒星磁场的行星际延伸。”

在《天体物理学杂志》上发表的研究中,研究人员扩展了一个磁场模型,该模型结合了关于太阳磁通量传输的已知信息,即磁场围绕,穿过太阳表面并从太阳表面发出的运动,到达大范围的恒星具有不同水平的磁活动。然后,该模型用于创建围绕这些模拟恒星的行星际磁场的模拟。

通过这种方式,他们能够假设像罗斯128,Proxima Centauri和TRAPPIST 1这样的“受欢迎的”系外行星系统所经历的潜在环境,所有这些矮行星都具有已知的系外行星。

从来没有恒星。表面的等离子体不断搅动,产生干扰,使强磁场(例如嵌入太阳太阳风中的那些磁场)发送到太空。地球自身的磁层有助于使其成为生命的安全港,但是否存在系外行星的情况尚待确定。

“对于大多数人来说,一个“宜居地带”星球传统上意味着它的液态水温度恰到好处,”法里什说。“但是在这些特定的系统中,行星是如此靠近恒星,以至于还有其他考虑。特别是,磁相互作用变得非常重要。”

这些“金发姑娘”行星的温度和大气压力会使存在生命的水得以存在,但它们的轨道可能过于靠近恒星而无法逃脱恒星强大磁场和相关辐射的影响。

亚历山大说:“根据它在恒星扩展磁场中的位置,估计其中一些可居住的系外行星可能会在短短的一亿年内失去其大气层。” “从天文学角度来说,这确实是很短的时间。行星可能具有适合居住环境的合适温度和压力条件,并且可能会形成一些简单的生命形式,但这远不止于此。大气层将被剥夺,表面的辐射会非常强烈。

他说:“当你没有大气时,现在所有的紫外线和X射线都来自恒星。” “我们希望更好地理解这种相互作用,并能够将其与未来的观测结果进行比较。指导和定义这些未来观测的性质的能力将真正有用。”

该模型的关键参数是恒星的Rossby数和Alfvén表面,后者定义了恒星的活跃程度,Alfvén表面确定了星际磁场在何处有效地解耦形成恒星。

亚历山大说:“我们的模型使我们能够确定恒星活动在恒星周期过程中与通量的出现和传输有关的一些关键特征。” “这可以与观测进行直接比较,而观测目前对于除太阳以外的恒星非常稀疏,并且可以通过它们与系恒星场的相互作用来潜在表征系外行星的一些关键物理属性。”

“ 人们目前非常关注的所有行星系统 -罗斯,Proxima和TRAPPIST-都引起了人们的关注,因为它们的行星位于其可居住区域,但是根据我们的计算,其中大多数都位于Alfvén的均值范围内表面。” “这为恒星与行星之间的直接磁连接创造了可能,这将更强烈地推动行星大气的损失。”

这样的一颗行星绕着Proxima Centauri旋转。亚历山大说:“恒星的大小是太阳的七分之一,而行星的距离则是太阳的20倍。” “这对温度有利,但对磁性条件不利。”

Farrish和Alexander指出,该团队在MJ矮星GJ 3323中发现了一个特殊系统,该M-矮星包含2017年发现的两个“超级地球”。一个GJ 3323 b位于该恒星的宜居区域内,但也位于Alfvén表面内。另一个是GJ 3323 c,在Alfvén地表外运行,但不幸的是在可居住区外。

“我谨慎地说,不要说我们都对一个系统感到兴奋,但是当观察改善时,在Alfvén表面的两边拥有两个相同大小的相同年龄的行星可能证明是有用的,以便观察磁场的形成在系外行星,”亚历山大说。

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