『科学求知者』双星系统是否可以孕育生命?科学家综合分析,需要满足这几个条件


根据科学家的观测 , 在太阳系附近81.5光年内 , 有40%的恒星都处于双星系统中 。 随着科学家发现的双星系统越来越多 , 才发现它们在宇宙之中是如此普遍 , 而我们的太阳似乎反而孤单得有点特立独行(谁叫木星“不争气”呢) 。
我们从未真正见识过双星系统是一个怎样的世界 , 但知道一些基础属性和我们也没什么不同的 。 它们也有自己的恒星系 , 控制着一片宇宙区域 , 还能有自己的行星 。

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图片说明:开普勒 47c 假想图
2012年 , 以色列特拉维夫大学的天文学家团队利用开普勒太空望远镜 , 发现了双星系统开普勒47的两颗行星——开普勒 47b和开普勒 47c 。
令人惊讶的是 , 行星开普勒 47c被认为处于宜居带 。 据观测 , 它的表面温度约为-28摄氏度 , 虽然比地球冷 , 但对于地球生物来说还可以接受 。 而且 , 据推测 , 它的大气里 , 很有可能有少量的水蒸气 。 这让天文学家纷纷好奇:它的表面是否可以孕育生命?系外生命是否可以在双星系统中出现?

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对于开普勒 47c本身来说 , 孕育生命是不太可能的了 , 因为它是一颗气体巨星 。 据观测 , 它的直径是地球的4.62倍 , 质量为23倍 。 不过 , 这不意味着其他围绕双星系统公转的行星就不能孕育生命 。 毕竟 , 最重要的条件之一——温度已经符合了 , 那么 , 生命出现的最基本条件 , 也就满足了 。
但是 , 里雅斯特天文台的研究员Paul Sutter对于双星系统孕育生命 , 还是持怀疑态度的 。
首先值得担心的 , 就是引力作用 。

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万有引力是我们最熟悉的一种力 , 也是四大基本作用力中最早接触的一种 。 只要你上过高中物理课 , 就能计算出两个物体之间的万有引力有多大 。 如果学过基本的天文学知识 , 那么计算行星围绕一颗恒星的轨道也没什么问题 。 可是 , 当我们在这个体系中再加入一颗恒星 , 问题就复杂了 。 两颗恒星是会相对运动的 , 它们位置的变化 , 就会导致体系质心不断改变 。
在这种情况下 , 这颗行星就会受到波动 , 而且波动的方式将很难把握 , 很有可能会搞得时而离两颗恒星极为遥远 , 天气变得极寒;时而距离某颗恒星过近 , 酷热难当 。 鉴于目前开普勒 47c还算是处于宜居带 , 我们暂且忽略这个问题 。 但是 , 这不代表问题就解决了 。

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这个双星系统不可能只包含两颗恒星和一颗行星 , 就算没有其他行星 , 但也少不了会有一些小天体的存在 。 在两颗恒星的引力波动下 , 这些小天体也会到处乱窜 。 我们提到过 , 即使是木星和土星的引力作用 , 就会让许多小天体从太阳系外侧进入到太阳系内侧 , 增加撞击地球的可能 。 很难想象 , 如果是双星系统 , 这样的碰撞会多么频繁 。
因此 , 如果一个双星系统想要孕育生命 , 一定要满足引力场相对稳定这个条件 。 想要满足这个条件 , 只有两种情况:其中一颗恒星拥有足够的巨大优势 , 能够完全支配另一颗恒星;要么是两颗恒星能够完美地产生相等的引力效应 , 让它们看起来像是一颗恒星 。 根据新墨西哥州的研究员琼尼·克拉克的计算 , 两颗恒星的距离大约要在0.1个天文单位之内才可以 。

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