搜尋外星生命應(yīng)勘測(cè)系外行星衛(wèi)星 _行星

藝術(shù)家描繪的一顆假設(shè)巨型氣體行星和類地衛(wèi)星(類似于電影《阿凡達(dá)》中的潘朵拉星球)，如果發(fā)現(xiàn)一顆“系外衛(wèi)星”存在于鄰近恒星的宜居地區(qū) 。預(yù)計(jì)于2018年發(fā)射的美國(guó)宇航局詹姆斯太空望遠(yuǎn)鏡，可能將幫助它的大氣層，并探測(cè)像二氧化碳、氧氣和水蒸汽等關(guān)鍵性元素。
當(dāng)天文學(xué)家繼續(xù)搜尋潛在適宜居住的系外行星時(shí)，他們正在擴(kuò)大搜索范圍，重點(diǎn)是可能孕育生命的衛(wèi)星。
三項(xiàng)最新計(jì)算機(jī)模擬可能幫助研究人員確定太陽(yáng)系之外的表面存在水資源的巖石衛(wèi)星，前提是它們的主行星非常近距離地環(huán)繞恒星運(yùn)行。2011年2月份，科學(xué)家基于美國(guó)宇航局開普勒望遠(yuǎn)鏡勘測(cè)結(jié)果宣稱，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)1235顆候選系外行星，該行星名單中包含：37顆海王星大小的行星、10顆木星大小的行星，這些行星均位于恒星的宜居區(qū)域，該條件可確保巖石行星上存在著液態(tài)水資源。雖然氣態(tài)行星并不一定表面擁有液態(tài)水資源，但是它的衛(wèi)星卻有可能。
哈佛-史密森尼天體物理學(xué)會(huì)的大衛(wèi)-基平(David Kipping)表示，與恒星保持正確距離的適當(dāng)體積巖石衛(wèi)星可能具備孕育生命的條件。據(jù)悉，基平是開普勒搜索系外衛(wèi)星學(xué)會(huì)成員之一，他利用三項(xiàng)計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)，可幫助天文學(xué)家從開普勒勘測(cè)數(shù)據(jù)中挑選出系外衛(wèi)星。
三種不同的計(jì)算機(jī)模擬
開普勒望遠(yuǎn)鏡一直在宇宙中搜尋凌日行星(當(dāng)一顆行星運(yùn)行至主恒星前方時(shí)將導(dǎo)致從觀測(cè)角度看到恒星的亮度變暗)，三種不同計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)中每一種方法都采用類似凌日方法尋找環(huán)繞行星的衛(wèi)星存在跡象。
基平說：“當(dāng)一顆衛(wèi)星途經(jīng)恒星前方，它將導(dǎo)致這顆恒星暫時(shí)變得昏暗。”當(dāng)這顆行星運(yùn)行至恒星的前方，會(huì)留下它存在的證據(jù) ，同時(shí)環(huán)繞行星運(yùn)行的衛(wèi)星也會(huì)出現(xiàn)類似的“凌日現(xiàn)象” 。
基平的計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果發(fā)布在2010年5月發(fā)表的《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上，模擬計(jì)算表明衛(wèi)星就如同滑入恒星和行星之間的軌道區(qū)域，這種存在信號(hào)將幫助天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)與行星不處于同一平面的衛(wèi)星。他說：“當(dāng)你觀測(cè)環(huán)繞海王星的海衛(wèi)一時(shí)，這顆衛(wèi)星且擁有傾斜軌道，海衛(wèi)一的運(yùn)行軌道平面與海王星赤道平面呈157度，如果存在這樣的衛(wèi)星，我們就能探測(cè)到它們。”
另一項(xiàng)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)是由巴西國(guó)家空間研究學(xué)會(huì)的路易斯-圖恩斯基(Luis Tusnski)和麥肯齊長(zhǎng)老會(huì)大學(xué)的阿德里亞娜-維利奧(Adriana Valio)負(fù)責(zé)的，他們?cè)谛行堑耐黄矫嫠褜は低庑l(wèi)星，盡管在傾斜軌道很容易發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星的存在。維利奧說：“非傾斜軌道存在衛(wèi)星的物理跡象將表明其主行星和這顆衛(wèi)星曾形成在一起。”然而它也能識(shí)別具有類似土星環(huán)的行星，它形成一種奇特的數(shù)據(jù)信息。
這支巴西科學(xué)家研究小組的計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果已發(fā)表在2010年12月出版的《天體物理學(xué)》雜志上，考慮到恒星表面存在著斑點(diǎn)，從太空角度觀測(cè)太陽(yáng)也存在著斑點(diǎn)，這些暗色斑點(diǎn)將環(huán)繞于恒星表面，阻擋恒星光線的釋放。如果一個(gè)斑點(diǎn)與一顆行星排成一線，這個(gè)色彩變暗的斑點(diǎn)就可能是一顆衛(wèi)星。
天文學(xué)家使用基平的計(jì)算機(jī)模擬將需要搜尋恒星光線中的一個(gè)光線亮度擺動(dòng)，這樣是為了區(qū)別它是衛(wèi)星還是恒星黑子，衛(wèi)星將受到恒星體的引力潮汐作用，即使該引力潮汐作用力很微弱。這兩種計(jì)算機(jī)模擬方法均限定于單個(gè)衛(wèi)星，第三種計(jì)算機(jī)模擬是由匈牙利康科利天文臺(tái)的安德拉斯-帕爾(Andras Pal)進(jìn)行的，能夠基于多重凌日來分析行星系統(tǒng) 。基平說：“安德拉斯的模擬模型從數(shù)字學(xué)角度是非常完美的，它能夠處理任何數(shù)量的行星或者衛(wèi)星。”同時(shí)，這顆衛(wèi)星限定在圓形軌道，而不是無常變化軌道。帕爾的這項(xiàng)報(bào)告將發(fā)表在即將出版的《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上。
基平說：“天文學(xué)家們都以自己的方式來解決這一問題，我認(rèn)為這些計(jì)算機(jī)模擬補(bǔ)給具有一定的互補(bǔ)性。”
【搜尋外星生命應(yīng)勘測(cè)系外行星衛(wèi)星】搜尋適于居住的系外衛(wèi)星
據(jù)圖恩斯基稱，法國(guó)太空勘測(cè)任務(wù)——“對(duì)流循環(huán)和行星凌日(CoRoT)”能夠探測(cè)到地球直徑1.3倍的系外衛(wèi)星，而開普勒望遠(yuǎn)鏡則能夠探測(cè)到直徑是地球三分之一的系外衛(wèi)星。
帕爾說：“一旦這顆衛(wèi)星非常明確地被探測(cè)到，它的基本性質(zhì) ，例如：它的體積能夠作為類似體積獨(dú)立行星精確地被測(cè)量。”但是為了計(jì)算它的性質(zhì)，必須首次發(fā)現(xiàn)這樣類型的衛(wèi)星。基平指出，問題是這樣的衛(wèi)星是否真的存在？
木星的衛(wèi)星木衛(wèi)三是太陽(yáng)系內(nèi)最大的衛(wèi)星，是太陽(yáng)體積的40%，但質(zhì)量?jī)H是地球的2% 。為了支持生命存活，像這樣的衛(wèi)星很可能至少需要地球三分之一的質(zhì)量。基平說：“體積比木衛(wèi)三更小的衛(wèi)星，它很可能像火星，無法保持一個(gè)密集的大氣層。”
太陽(yáng)系內(nèi)擁有衛(wèi)星的氣體行星將潛在孕育生命，它們必須距離太陽(yáng)較遙遠(yuǎn) 。如果木衛(wèi)三顯著接近地球，其冰冷外殼將融化，其水資源很可能蒸發(fā)進(jìn)入太空。如果土衛(wèi)六遷移至太陽(yáng)的宜居地區(qū)，它將失去密集的甲烷大氣層，使它潛在成為孕育生命的候選者。
由于我們太陽(yáng)系的宜居地區(qū)并不存在任何“合適”體積的衛(wèi)星，這并不意味著其他恒星系統(tǒng)也缺少可能孕育生命的衛(wèi)星。研究人員稱，事實(shí)上，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的許多接近其他恒星的巨型氣態(tài)行星都可能擁有適宜生存的衛(wèi)星。
基平指出，近期美國(guó)亞利桑那州洛厄爾天文臺(tái)的西蒙-波特爾(Simon Porter)進(jìn)行的研究表明，大約近半的木星類型系外行星可能向其主恒星內(nèi)部方向移動(dòng)，從而可能捕獲一顆類地行星作為新衛(wèi)星。他認(rèn)為，最有可能的是一顆巨型氣態(tài)行星擁有一個(gè)體積較大的衛(wèi)星，天文學(xué)家不可能真實(shí)認(rèn)為一顆較大體積衛(wèi)星在原處形成，且環(huán)繞著一顆行星運(yùn)行。但是如果一顆行星穿過該恒星系統(tǒng)的宜居區(qū)域，足夠高的溫度最終使它的衛(wèi)星表面保持著液態(tài)水資源。

騰訊科技（悠悠/編譯）