双星：走进宇宙之探索行星宜居带
北京联盟_本文原题：走进宇宙之探索行星宜居带
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一颗系外行星上如果存在生命 ， 它需要位于其寄主恒星的宜居带中 。 宇宙广袤无垠 ， 还有更多的未知等待发掘 。
近年来 ， 科幻电影的火热重新将人们的注意力转向了外太空 ， 转向了宇宙中一颗颗已知或未知的行星上 。 5月初 ， 漫威电影《银河护卫队2》上映 ， 影迷们不仅被小树人格鲁特的软萌所吸引 ， 同时也被伊戈自创行星的奇幻所折服 。 电影中除了展现出银河护卫队成员们为了保护世界和平而作出的努力 ， 更是凸显出了电影团队对宇宙各星球的无限畅想 ， 不同的星球存在着不同的生命体 。 虽然电影中关于外太空的描述大多是想象 ， 可是现实生活中学者们对于宇宙的探索却从未停止 。
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【双星：走进宇宙之探索行星宜居带】随着地面望远镜观测技术的提高和开普勒太空望远镜的入轨观测 ， 越来越多的系外行星被探测到 ， 因此科学界乃至整个社会大众都更加关心系外行星上是否也存在生命 。 为此 ， 普洱学院理工学院、云南省高校力学开放重点实验室的胡娟秀等人针对开普勒-47双星系统进行研究 ， 在汉斯出版社《天文与天体物理》期刊发表有关论文阐述自己的观点 。
作者认为 ， 如果一颗系外行星上存在生命 ， 必须满足两个条件：第一 ， 它是类地行星 ， 即质量介于0.1至 10 倍地球质量的岩石行星；第二 ， 它要位于其寄主恒星周围的宜居带中 。 宜居带是寄主恒星周围的一块区域 ， 如果一颗类地行星在这块区域内 ， 那么它表面的水可以保持为液态 。 开普勒-47 双星系统的主星是一颗类太阳恒星 ， 次星是一颗红矮星 ， 它们的金属丰度约为 0.011 。 主星和次星距离很近 ， 所以潮汐作用很强 ， 通过主星表面的黑子可以推断主星存在同步自转 ， 估计次星也存在同步自转 。
作者首先根据 Orosz et al. (2012b)对开普勒-47 双星系统的观测数据算出主星、次星、内行星和外行星的轨道半长轴 。 以 Jones et al. (2006)和 Guo et al. (2009)的工作为基础 ， 首先分别求出单独由开普勒-47主星产生的宜居带 ， 以及单独由开普勒-47 次星产生的宜居带 。 然后 ， 作者推导出求解双星宜居带的一般公式；再根据开普勒-47 双星系统的相关数据 ， 采用数值法求出了普勒-47 双星系统的宜居带 。 作者的计算结果显示：内行星不在双星宜居带中；外行星如果是正圆轨道 ， 则它就一直处在双星宜居带中 ， 外行星如果是椭圆 ， 则它有时处在双星宜居带中 ， 有时不在双星宜居带中 。 外行星的轨道如果是椭圆 ， 又分两种情况；作者分别用数值法求出椭圆轨道与双星宜居带的交点坐标 ， 再用数值法求出扇形面积 ， 根据开普勒第二定律 ， 最后求出外行星在一个公转周期内究竟有多长时间处在双星宜居带中 ， 有多长时间不在双星宜居带中 。
原文链接：https://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=18017
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