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研究人员表明 年轻的恒星迅速摧毁了类似地球的氮气主导的大气层

我们太阳系外数千颗行星轨道恒星的发现使人们对这些行星在现代科学中具有生命潜力的问题产生了根本性的重要性。对行星的可居住性至关重要的是它是否可以保持在大气层上,这要求大气层在地球的生命周期早期不会完全丧失。维也纳大学和格拉茨ÖAW空间研究所的研究人员进行的一项新研究表明,年轻的恒星可以迅速摧毁潜在可居住的类地行星的大气层,这对形成来说是一个重要的额外难题。我们太阳系以外的生活。结果很快将出现在“ 天文学和天体物理学快报”上。

现代科学中最活跃和令人兴奋的问题之一是如何拥有类似地球的大气层和表面条件的丰富行星以及因此在宇宙中拥有生命的潜力。最近关于这一主题的研究主要集中在被称为M-dwarfs的行星轨道上,这些恒星比我们的太阳小,是我们太阳系中最多的恒星类型。

太空大气损失的主要驱动因素是地球绕轨道运行的中心恒星。恒星具有强磁场,这些导致高能X射线和紫外线辐射的发射。这些现象被统称为明星的“活动”。在年轻时,恒星具有高水平的活动,因此发出极大量的X射线和紫外线辐射。随着恒星的老化,它们的活动迅速减少。重要的是,对于围绕M-矮星运行的行星,虽然像太阳这样的恒星的活动在几亿年后迅速减少,但M-矮星经常在数十亿年中保持高度活跃。

高能辐射很重要,因为它在行星大气中被高吸收,导致气体被加热。对于地球而言,在称为热层的上部区域,气体被加热到超过1000摄氏度的温度。这是卫星和国际空间站等航天器飞行的区域。当围绕具有高活动水平的年轻恒星运行时,行星的热气体被加热到更高的温度,在极端情况下会导致气体从行星流出。到目前为止,对于具有类似地球的大气的类地行星,迄今尚未详细探讨这些情况下大气的消失速度。

位于维也纳大学和格拉茨ÖAW空间研究所的研究人员首次计算出一颗地球般的大气层会从一颗绕着一颗非常活跃的年轻恒星运转的行星上快速消失。他们的计算表明,大气的极端水动力损失将会发生,导致类似地球的大气层在不到一百万年内完全丧失,这对于行星的进化几乎是瞬间的。

这些结果对地球的早期演化以及在M-矮星周围形成类似地球的大气的可能性具有重要意义。对于地球而言,最不可能解释为什么大气没有消失的原因是早期的大气层受到二氧化碳的支配,二氧化碳通过向太空发射红外辐射来冷却上层大气,从而保护它免受太阳早期高活动的加热。 。地球的大气层不可能像今天一样成为氮气占主导地位,直到几亿年后太阳的活动减少到更低的水平。

更为显着的是,这项研究的结果意味着,对于围绕M-矮星运行的行星,行星只能在恒星活动水平降低后形成类似地球的大气和表面,这可能需要数十亿年。更有可能的是,许多围绕M-矮星的行星都有很薄或可能没有大气层。在这两种情况下,这种系统中的生命形成似乎不如先前所认为的那样。

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