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澳门威尼斯人盘口 没有日出,没有日落:潮汐锁定的行星可能是我们的下一个家园

时间:2019-02-20 08:52 点击:73 次

有了能够维持生命的大气层,就会产生足够强大的气流来冷却行星的日半球,星球上的温度最终可能会达到地球上热带地区的气温。在大气层的作用下,云层也会形成,永久荫蔽恒星的照射。卡罗内这样的科学家一直在制作计算机模型,模拟潮汐锁定星球,他们日渐笃信,人类将能够生存在明暗交界区域之外。

想象一下你要搬去另一个行星生活,那里的太阳挂在天空中从不移动,没有日出,没有日落。

“这些行星是否可供人类居住,很大程度上取决于热量是否能得到高效传递。”卡罗内说。她的计算机模型显示,潮汐锁住的行星上可能会出现两股高速气流,两个半球各有一个,有点像地球上的喷流。但是如果行星离恒星过近,可能就只有一股气流位于最靠近恒星的上空。这时,热量就可能被截留在日半球。

马克斯·普朗克天文研究所的卢德米拉·卡罗内说,想要在潮汐锁定的星球上获得液态水,就需要特制一个系统来冷却日半球,加热夜半球。否则,所有的液体都会在夜半球被冰冻起来澳门威尼斯人盘口,甚至出现更糟糕的情况——大气本身都可能在夜晚结冰。

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特拉比斯特-1号星系宜居带中7颗地球大小的行星

由于痴迷于潮汐锁定的星球澳门威尼斯人盘口,我写出了一部小说《午夜时分的城市》(The City in the Middle of the Night)。为了更好地描摹出星球上古怪的地质特征和撞击作用,我和亚利桑那州立大学地球和太空探索学院院长琳蒂·埃尔金斯-坦顿,还有其他研究相关问题的科学家进行了深入交谈,我还读遍了我所能找到的所有最新研究成果。我尤其沉迷于想象人类在天空永不改变的星球上会如何生活。

潮汐锁定行星可能会类似于所谓的“眼球行星”模型:一颗行星开始时完全被冰覆盖,然后朝向太阳那一面的冰会逐渐融化。对于外太空的观察者来说,这个形状看起来就像是一颗眼球,安格豪森解释说。或者,如果洋流能够输送足够的热量,行星上可能最后会出现一片龙虾形状的海洋,四周被冰所包围。

多伦多大学的天文学和天体物理学博士生阿迪夫·帕乐迪有这样的一个猜想:人们居住在日半球,但是需要额外建造矿井和管道工程,将冰从夜半球运过来。这一猜想的可行性很大程度上取决于日间的辐射强度。帕乐迪还认为人们可以学着在结冰的夜半球生活,“我来自明尼苏达州。那里有各种各样会被天文学家定义为‘不适宜居住’的地方,但我们还是在那里生活着。”

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在最极端的情况下,被阳光照射的一侧可能会产生极端高温,蒸发所有的液态水。但只要有足够的温差,蒸汽就会在黑夜的一侧重新形成水。

(翻译:都述文)

例如,天文学家最近在特拉比斯特-1号星系的宜居带发现了7颗地球大小的行星,它们都有可能被潮汐锁定。

第一个问题:人类会定居在星球上的什么位置?我在写书时,最有可能的答案就是星球上的明暗交界处,即介于日半球和夜半球之间的一片朦胧地带。用伯尔尼大学太空和宜居性研究中心的天体物理学家丹尼尔·安格豪森的话说,“那里是一片‘金凤花(译注:金凤花姑娘是美国传统童话中的人物,她喜欢不冷不热的粥、不软不硬的椅子,所以被用来形容“刚刚好”的状态)’地带,”不太热也不太冷,处于“永恒的黄昏和永恒的黎明之间”。

帕乐迪说,人类如果生活在潮汐封锁的星球上,他们将要面临的最大挑战就是不一样的天空。如果他们生活在日半球,就会“失去对宇宙的了解”,因为他们永远看不到星星。他们对时间流逝的认知也会改变,因为“天空中什么都不会变”。

居住在行星上的人类需要进食和呼吸。希伯来大学的物理学家约瑟夫·盖尔和阿姆里·温德尔一直在研究植物生命能否在耀斑和辐射中存活下来。起初,植物可以在海洋中进化,利用海水的保护作用,如果恒星作用最终减弱下来,行星上就会形成足够厚的大气层,植物就能够在陆地上生长了。盖尔和温德尔还计算出了在可见光的光谱中,可能会有足够的光来进行正常的光合作用。

但是,我也希望我的文字能够帮助人们去想象,生活在一颗陌生的行星上,围绕着一颗陌生的恒星转动,会是怎样一种奇异、恐怖而又壮丽的景象。人类正在不断地深入探索发现,收集更多的观测数据,我相信关于潮汐锁定星球的小说将会迅速壮大成为一种小说门类。在这些永无止境的阳光和黑暗中,还有很多精彩的故事要讲。想象另一个星球上的生命给我们提供一条新思路,去思考人类在宇宙中的地位,无论是现在还是未来。

我(指本文作者Charlie Jane Anders,作家、出版人)从几年前开始沉迷于潮汐锁定的行星,脑海中一直在想象这样的概念:一个世界永远处于两极相对的状态——一个半球永远是白天,而另一半球永远是黑夜。人类一直在寻找类地行星供后代移居,我认为这样潮汐锁定的行星才是最靠谱的。如果我们真的想要生活在其他的恒星系,就要做好准备面对永恒的黑暗和无尽的阳光。

现在谈论这些行星无异于沉溺于假想之中——这对于一个科幻作家来说是最完美的状态。但是科学界正在进一步了解被潮汐锁住的星球,它们是如何运作的?我们可以在那里建立什么样的人类文明?这些问题都将一个个解开。

这些爆发可以加热行星上的大气,同时恒星喷射出的物质也能剥离行星上的原始大气。原始地球就是这样演化而来,太阳风的狂拂致使原始大气消失,之后,地球上的二氧化碳被大量禁锢到了岩石和水中,逐渐演变成了次生大气。但是在潮汐锁定的星球上,一场猛烈的太阳风暴也可能会摧毁星球上的次生大气。

卡罗内说,除了寻找液态水,红矮星周围的潮汐锁定行星可能还存在着其他问题。红矮星是“出了名的喜怒无常”,它们时常会经历长时间的耀斑爆发,将物质喷射到太空之中。

受到这些问题的启发,我在《午夜之城》中创造了两个截然不同的人类社会,他们对昼夜节律和时间流逝有着完全不同的认知。我笔下的人类移民还利用了温度差异来产生地热能,就像安格豪森所说的那样。但是,我的潮汐锁定星球并没有按照最新的计算机模型来设计,我在某些细节上发挥了一些自己的想象力。科学的准确性和故事的流畅性不可兼得,从某种程度上讲,我所写的可能是一部系外行星寓言。

为什么会存在如此大量潮汐锁定的星球?原因很简单。宇宙中有四分之三的恒星都是红矮星或M-型矮行星,它们比太阳体积更小、温度更低。如果一个行星围绕着M-型矮行星旋转,那它就需要离恒星距离更近才能达到维持人类生命的条件,就像水星到太阳的距离。在这么近的距离上,恒星的引力就会把它拉到潮汐锁定的轨道上来。

天文学家认为,在我们的星系之中,大多数温度与地球类似的行星都有可能出现潮汐锁定的现象。因为它们的公转周期与自转周期相同,所以这些行星总是以同一面朝着太阳——就像月球绕着地球旋转,而我们也只能看到月球的同一面。

安格豪森认为,在明暗交界处,人类或许还可以建造“某种热反应堆”,利用夜晚的冷水和白天的热水来生产地热能。

帕尔芒捷说,即便存在大气层,行星的日半球也可能遭受致命的辐射。一颗红矮星发出的光不足以提供形成臭氧所需要的紫外线波长,所以行星上可能没有类似地球上的臭氧层(在我的小说中,阳光直射不仅会导致气温过高,还会造成非常严重的灼伤,所以人们只能留在阴凉处)。

  中新网北京1月5日电 (黄钰钦)由中国人民公安大学首都社会安全研究基地编写的《平安中国蓝皮书:平安北京建设发展报告(2018)》5日在北京发布。蓝皮书称,北京市社会治理共建共治共享格局初步形成,但群众利益表达和信息反馈渠道在未来仍需进一步拓展。

美国时间12月6日(周四),美联社援引知情人士消息称,美国总统特朗普将提名国务院发言人诺尔特(Heather Nauert)担任下一任美国驻联合国大使。​在18个月前,诺尔特还从未从事过任何政府工作经验。


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