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  • “行星模拟器”可以帮助我们辨别宜居的系外行星吗?

    “行星模拟器”能帮助识别可居住的外星世界

    NASA的科学家们正在运用以地球为原型开发的气候模拟器,来了解其他可能有生命体存在的星球。

    “行星模拟器”可以帮助我们辨别宜居的系外行星吗?

    图片:美国航天局的戈达德太空飞行中心

    无论你怎么评价冬天的寒冷和夏天的炎热——我们都明白地球的气候非常适合人类生存。但是科学家们关于外星世界的气候数据要少得多,并且天文学家们很难在短时间内取得更多数据。这种情况是很不便于研究的,因为气候不可避免的影响了外星球是否有生命并且以何种方式存在。这对研究造成很大不便,因为气候很大程度上决定了外星球是否有生命存在以及它们以何种方式存在。为了弥补这个空缺,科学家们开始建立地球的气候模型并把它们运用在其他星球上。NASA在加尼福尼亚州的喷气推进实验室系外行星科学家卡尔·斯塔佩尔费尔特(Karl Stapelfeldt)在一份声明中说:“这些模型对我们应该知道的信息作出了具体的,可检验的预测。这对我们设计未来的望远镜和观测策略非常重要。”

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    因为科学家们知道还要经过很长一段时间,他们才能在其他太阳系星球上直接看到生命。甚至于开展对这些星球的大气层研究工作都相当困难,尽管NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜等设备提高了天文学家探索宇宙的能力。

    因此,对于有大气层的天体,好奇的科学家尝试弄清楚太阳系外行星是如何影响那些气泡的。如果一颗行星被潮汐锁定,一侧在永恒的白天,一侧在永恒的黑夜,将会发生什么?如果一颗行星的表面全是陆地或是海洋,又或者是两者混合,又会发生什么?

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    而这就是气候模型发挥作用的地方了。通过调整地球模型,科学家们开发了“行星模拟器”ROCKE-3D。他们可以将外行星特征的不同组合输入模型中,然后观测大气层中发生了什么,以及这个结果将会对可居住性产生怎样的影响。

    比如,根据科学家对比邻星b现在的了解(比邻星b在离地球最近的恒星系统中运行),他们怀疑它被潮汐锁定,但ROCKE-3分析表明,根据这颗行星的其他细节,云团可能会聚集在行星永久向阳的一侧,从而降低了行星上的温度。

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    据美国宇航局称,类似这样的结论可能会改变科学家们利用未来研发的仪器将系外行星优先用于宝贵的观测时间的方式。而这正是研究外行星的科学家们获得财富的不利方面:已经有超过4000个发现了,未来有更多的天体而非仪器需要时间进行研究。

    不久前从纽约戈达德太空研究所(GISS)退休的研究行星气候的科学家Anthony Del Genio表示:“如果我们想要以最明智的方式进行观测,就需要借助气候模型,这将会提高观测成功的几率。”

    “行星模拟器”可以帮助我们辨别宜居的系外行星吗?

    相关知识

    行星模拟器是一种用于研究地球乃至宇宙内生命起源的机器。该机器于2018年10月4日,由麦克马斯特大学(加拿大)起源研究机构的学者们所推出。最初设计该仪器的目的是为了研究“温暖的小池塘”理论,而没有采用生命诞生于40亿年前的海洋通风带这一假说。起源模拟器可以重建地球最原始的状态,借此观察是否会有细胞生命出现甚至进一步演化的可能。模拟项目的主管,物理学家Maikel Rheinstadter表示,“我们想了解地球上第一个活性细胞是如何产生的,地球又是怎样从一个化学世界过渡到生物世界的”。

    “行星模拟器”可以帮助我们辨别宜居的系外行星吗?

    Angstrom Engineering公司生产的一种行星模拟器,可以很好地控制温度、湿度、压强、大气环境和辐射强度等条件,模拟早期地球或其他行星、系外行星等天体的状态。加拿大创新基金会、安大略省政府和麦克马斯特大学总计投资100万加币,行星模拟项目于2012年开始由安大略省基奇纳市的Angstrom Engineering公司执行。研究者表明,在最初测试阶段模拟了早期地球的可能条件下,产生了原始细胞,虽然不具备活性但对生命演化来说十分重要。生物学家David Deamer表示,这个模拟器就像造物主,目前在仪器中产出的细胞都十分关键。“虽然这些细胞不具备活性,但它们正在通往有机分子的进化过程中。行星模拟器的出现开拓了更多可能,更多在以前没办法进行的实验的可能”。基于新模拟技术的测试,项目管理员Rheinstadter认为“生命的形成在宇宙中似乎是一个很频繁的过程”。

    “行星模拟器”可以帮助我们辨别宜居的系外行星吗?

    地外生命是可能发生在地球之外而不是缘起于地球的一种假设生命。这种生命可能从简单的原核生物(或者类似形式的生物)到文明程度远高于人类的生物。德雷克方程式推测了宇宙中智能生命的存在,所有形式的地球外生命科学都被称为天体生物学。

    参考资料

    1.Wikipedia百科全书

    2.天文学名词

    3.Meghan Bartels-考不到N1不改名,Sprezzatura.小黑^O^

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