宜居带的宜居类型

如题所述

第1个回答  2016-05-30

单恒星系统的宜居带
恒星的光度决定了它的宜居带的位置,而发光度又由恒星的大小、类型和年龄决定。对于那些比太阳更大的恒星来说,其宜居带向外移动的更快,持续时间也更短。
太阳在诞生后的100亿年内会相当稳定,但是一个比太阳大20%的恒星在经历20亿年后就会进入红巨星阶段。当一个恒星变为红巨星时,它的光度会增加数千倍,宜居带会远远的向外退去。质量为1.5倍太阳质量的恒星,其宜居带的时间存在时间将短的不足以演化出动物生命。由于紫外辐射的增加,更大的恒星宜居带会更远甚至没有宜居带。
人们常说太阳是一颗很典型的恒星,但事实并非如此,因为95%的恒星比太阳小。对于这些比太阳小的恒星来说,其宜居带更靠近恒星。但距离很近就会有更大的危险:当行星距离太阳很近的时候,恒星的引潮效应就很容易将行星潮汐锁定,导致行星只有一面朝向太阳。这种同步旋转会导致行星的黑暗面温度极端低下,白天温度又极高的现象。
双星系统 和 聚星系统 的宜居带
在太阳系周围类似的恒星中有2/3是双星系统或是聚星系统。可以考虑两种情况:一种是一个或多个伴星之间距离太近,行星围绕所有的恒星转;一种是伴星之间距离遥远,行星只围绕其中一个公转。
最近一些研究表明,两个恒星之间的距离至少是50个天文单位才可能形成行星。研究者阿兰·黑尔则认为要形成稳定的行星轨道,两个恒星之间要么距离小于3000万千米,要么大于15亿千米。问题是,即是在多恒星系统中形成了行星,那它是否能有一个稳定的轨道呢?
生命的演化和成长,至少在地球上需要一个长期的稳定的条件,这就要求一个稳定的轨道。一个轨道很扁的行星运行时,时而进入宜居带,时而又在宜居带外,这样也许对微生物还可以生存,但对于动物生命来说却是致命的。 而且,即使形成行星,其轨道会由于多个天体引力的作用而被摄动,最终导致恒星落入其中一个恒星中。
聚星系统中的另一个问题就是行星所接受的恒星辐射能量。即使行星轨道与伴星在一个平面,其接受的能量也会由恒星之间的掩食发生变化。S.H.道尔在他1970年出版的《人类可以居住的行星》中估计,行星接受的能量变化达到10%也不会影响居住环境。这个是有太多争议的问题:太阳的能量输出变化远远小于此数字,但却造成了气候变迁,最终影响到了生命种属的变化。
其它恒星际系统的宜居带
其它类型的恒星系统,如中子星、白矮星等更不适合生命产生。而对于疏散星团或者球状星团的附近空间,将会有更多的辐射和粒子,太多的引力变化影响行星轨道。球状星团的另一个不利之处就是它们由古老的恒星组成,因此缺乏较重的元素,正如我们所知,重元素不仅提供了生命的栖息环境,同时也是组成生命的重要部分。

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