为何“超级地球”太大无益?如果生活在超级地球上会发生什么?

标题速读:【如果生活在超级地球】超级地球是指一种绕行恒星公转,质量约为地球的二点五到十倍,被归类在温度较热且较无冰层覆盖的类海王星星体。 截至2018年,天文学家发现了超过18000颗候选系外行星,大约3800颗已被确认,其中有2325颗由开普勒空间

标题速览:为何“超级地球”太大无益?如果生活在超级地球上会发生什么?

超级地球是指一种绕行恒星公转,质量约为地球的二点五到十倍,被归类在温度较热且较无冰层覆盖的类海王星星体。

截至2018年,天文学家发现了超过18000颗候选系外行星,大约3800颗已被确认,其中有2325颗由开普勒空间望远镜发现。

在这些系外行星中,有许多就被称为 " 超级地球 "。

美国国家航空航天局(NASA)的开普勒空间望远镜监测了超过15万颗恒星,致力于寻找其他恒星系中与地球差不多大小的行星。

监测发现,有许多行星都是由岩石构成,比气态巨行星小得多,而且位于母恒星附近,大气相对稀薄。

不过,这些" 超级地球 "行星比蓝色的地球要大得多,体积通常比地球大2到10倍。

科学家推测这些行星结构大致都为:一个主要是铁的金属中心,外层则被硅酸盐地幔所包围,表面一般都有峡谷、陨石坑、山和火山。

如果生活在超级地球上会发生什么?

为何“超级地球”太大无益?如果生活在超级地球上会发生什么?

基于对遥远类地行星的了解,科学家提出了一些想法。

如果我们生活在超级地球上,首先,你会变得更矮——不止是你,珠穆朗玛峰和加州国家公园的每棵巨树也同样如此。

这是因为,如果一颗行星的体积增加,而其他一切保持不变,那它的重力也会相应增加。

如果地球的大小是现在的两倍,那你的重量就是现在的两倍,因为地心引力对你的拉力是现在地球的两倍。

你需要更多的能量来抵抗地心引力,而人类今天的身体结构还没有强大到足以保持原来的身高。

美国华盛顿大学研究行星适居性的科学家罗里 · 巴恩斯(Rory Barnes)表示,随着行星体积的增大和引力场的增强,地球也会经历更多的碰撞。他指出,作为一颗超级行星,更大的引力将使地球吸引更多、更大的小行星,因此 " 世界末日 " 式的碰撞事件将更频繁发生,比现在更令人担忧。

为何“超级地球”太大无益?如果生活在超级地球上会发生什么?

假设超级地球比现在的地球大10倍,那它的内部将发生巨大的变化。

铁核和液体地幔也会增大10倍,而随着更多的重力作用在更大的物体上,地球表面下的压力会增加。

巴恩斯指出,这种高压可能会导致铁核固化。

就现在而言,地球的部分液体核心通过对流,产生了地球磁场。

巴恩斯表示,如果地核固化,这种对流就会停止,磁场就会减弱或消失。

如果地球磁场减弱或消失,那对地球上的生命来说将是灭顶之灾。

磁场保护着地球上的生命免受来自太空的伤害。

如果没有磁场,太空中飞行的带电粒子,又称为太阳风暴,就将直接轰击地球。

巴恩斯指出,这些微小的辐射粒子会导致各种各样的问题,比如破坏 DNA,或增加癌症的风险等。

巴恩斯还指出,更大的内核可能使超级地球比现在的地球更活跃。随着行星半径的增大,其内部的能量会越来越多,而能释放能量的地方会越来越少。

因此,出现更多的火山爆发并不奇怪。

在超级地球上,板块构造也会不同,更大的地幔也会更热,可能会产生更强烈的对流,推动板块运动。

另一方面,地壳有可能在高压下完全融合在一起,使板块构造运动不再存在。

为何“超级地球”太大无益?如果生活在超级地球上会发生什么?

从迄今为止科学家发现的超级地球来看,如果地球变成了一个超级地球,它是否适合居住还是一个问号。

开普勒空间望远镜最擅长探测离恒星很近的行星——比地球离太阳近得多。

科学家已知的大多数超级地球与其母恒星之间的距离,几乎和水星与太阳之间的距离一样近。

加州大学洛杉矶分校天体物理学副教授希尔克 · 施里希廷表示,如果要与地球有可比性,超级地球的公转周期需要大约100天。

施里希廷指出,这样的轨道距离如果适合生命存在,那该恒星系的母恒星需要比太阳小得多。

如果我们的地球也离太阳这么近的话,地球上所有的水都会蒸发。

换言之,地球将脱离适居带,本质上将变成一个蒸汽行星。

纽约市西蒙基金会计算天体物理中心的研究者罗德里戈 · 卢格(Rodrigo Luger)表示,令人惊讶的是,迄今为止发现的许多超级地球似乎都富含水,有的就像是 " 水世界 "。

他认为,这些行星可能由大块的冰体形成,然后在向母恒星附近移动的过程中,导致它们的冰体融化。

然而,这些行星可能并不适合人类居住,因为它们的深海可能会形成一个坚固的冰层。

卢格认为,这种冰层的形成不是因为低温,而是由于超级深海的强大压力形成的,这种压力迫使水分子变成了固态。

这个冰层阻隔了任何大气与星球内部的相互作用,既没有碳循环(地球的碳会在大气、海洋和地壳之间循环流动),也没有矿物交换(大气和地幔之间的相互作用调节着地球的长期温度变化)。

至少对于我们所知道的生命来说是这样,这些因素都进一步降低了适居性。

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