02.28 像開普勒22b這麼大的超級地球能住人嗎?

程少少


這個問題量子菌來回答,開普勒22b只是人類發現較早的一個“超級地球”,是個可能與地球環境有所類似的類地行星,但談到這個星球上能否適合人類居住,還很遙遠,也沒有確切的證據,但這些發現無疑能激發人類探索太空的熱情。

2011年,美國NASA的開普勒空間望遠鏡開始對系外行星的搜尋,其中開普勒22b就是首顆被其確認的,圍繞著一顆類似太陽的恆星運行,而且處於宜居帶中的系外行星。但該行星距離地球600光年,對於開普勒22b的很多物理參數,人類還無法確認,更不要說去談上面能不能住人了。

目前對於開普勒22b,還沒有太住準確的數據,只是大致知道,該行星可能是由岩石組成,處在該行星的宜居帶內,表面溫度和地球相當,也許有液態水存在。這些參數也許只是適合生命存在的萬分之一的條件,即使和地球的一些參數有99.99%的相似,也不意味著就能夠住人。

科學家和媒體關注的熱點從來就不同,討論能否住人,無疑更能吸引大眾的熱情和熱愛,對於NASA來講,也是經常炒作一些外星文明什麼的,一方面吸引關注,一方面也更容易搞到經費。


量子實驗室


開普勒22b(Kepler-22b)是美國航天局的開普勒太空望遠鏡所發現第一個位於類太陽恆星適居帶的太陽系外行星。直徑約為地球的2.4倍,距離地球約有600光年。

這樣的一個超級地球能夠住人嗎?

首先,我們需要清楚的是開普勒22b是位於類太陽恆星的適居帶內的,它的平均表面溫度為21℃,因此,從適居溫度上看來,開普勒22b也算是完美的了;其次,類地星球,它是一顆巖類行星,其直徑為地球的2.4倍,依照理論來說,它上面必然會有大氣層,而且,它的大氣層必然要比地球上的濃密得多;再次,開普勒22b在那樣完美的位置下,是極有可能讓其表面存有液態水的。因此,溫度、大氣(暫且不管大氣成分)、水,甚至是連磁場以及衛星等因素都暫且忽略了,那麼假想這些已經的方面均得到了完美的解決,要在開普勒22b上面住人,問題應該不大了。

但是,問題真的不大嗎?我們退一步來說,假設開普勒22b就真真正正的屬於地球的超級放大版,那麼大的星球,除了體積與質量與地球的不同外,其他的都相同,這是讓很多人相信,人住上去是沒有問題的,可是我們還需要考慮到一個容易被忽視的問題,那就是重力的問題。

直徑比地球大2.4倍,若這顆超級地球的密度跟地球的一樣,那麼它表面的重力加速度會是地球的多少被呢?我個人物理數學學得不是很好,但是可以用類比的方法來參照一下。就那同是巖類星球的月球與火星來說吧:

月球的直徑是地球的四分之一,可表面重力加速度卻是地球的六分之一,人可以在上面輕輕鬆鬆地跳來跳去。

火星的直徑為地球的二分之一,表面重力加速度為地球的五分之二,人在上面也可以跳得輕鬆。

那麼開普勒22b的直徑為地球的五分之十二,它的表面重力加速度應該為地球的多少呢?依照上面的兩個類比例子來看,因為直徑與星球的體積是成正比的(GMmR2=mg,M=ρV可得g∝R),因此,粗略估計開普勒22b表面的重力加速度為地球的2.4倍左右。

一個60kg的人生活在開普勒22b,每天就如同揹著將近90kg的重物在地球上生活一樣,這樣的生活,活是活得了,但是會非常辛苦。當然,隨著時間的推移,由於各種肌能的強化以及未來的進化等因素的存在,在開普勒22b星球上住人是不成問題的,但是要是現在去住,估計你只能永遠地躺在床上了,動都不想動,連拿個手機起來玩都覺得非常吃力。

最後,我們再說說600光年的距離,這距離到底有多遠,其實我也不知道。就這麼說吧,太陽最最外圍的奧爾特星雲,距離太陽最遠的距離差不多為一光年的距離,而目前的人類想要飛出這個奧爾特星雲,估計也需要好幾百萬年吧,那麼600光年的距離呢?

算,雖然不能這麼算,但是也可以參考一下,讓我們自己也絕望一下,不要老是想著搬家,我們是搬不出去的,地球滅了,或許我們都搬不出去。


小民科


“像開普勒22b這麼大的超級地球能住人嗎?”這個問題其實是一個天文學的問題,天文學的問題其實就應該用天文學的研究方法來解決。那天文學的研究方法是什麼呢?

說白了就是模型思想。你會發現天文學有許許多多的模型,太陽模型,恆星模型,超新星模型,宇宙學模型等等。

而研究是不是適宜人類居住的,也有模型,這個模型就叫做宜居帶模型。很多時候,我一說起宜居帶,就基本上會以為就是離恆星夠不夠就行。實際上,這個問題並不那麼簡單,遠比我們現象中的複雜。

我今天就帶著你通過研究開普勒22b來了解一下這個“宜居帶”模型到底是咋回事?

一個合格的類地行星都需要滿足哪些指標?

首先,我們要弄清楚,宇宙中都有許多潛在的危險,如果這些危險經常發生,其實就很難生命長期存活下去的。因此,一個類地行星至少有以下幾個條件:

1,長期穩定的恆星

2,合適的位置

3,具備地磁場

4,一個和自身相比並不小的衛星

5,擁有大行星的庇護

6,液態水

7,合適的大氣層

以上這些條件缺一不可,那具體是為什麼呢?我們來一條條說說看,

長期穩定的恆星

恆星其實都有壽命的,太陽大概是100億年,屬於黃矮星,如果恆星太大,那壽命就會短很多,沒多久就完蛋了,那就不適宜。如果恆星太小,比如:紅矮星。他們的壽命可以達到1000億年,看起來很贊,但實際上也不行,這是因為它們的輻射強度太弱,如果要獲取足夠的能量,就得很接近,這個時候,就很有可能被潮汐鎖定,地球和月球之間就是潮汐鎖定的關係,月球一面一直朝著地球,試想一下,如果地球一面一直朝著太陽,那感覺是不是很酸爽?

那究竟要啥樣的恆星合適呢?

科學家其實也給出了他們的研究成果,不過在此之外,我們要先來了解一下恆星的分級,大致是這樣的,有一個MK分類系統,把恆星按照表面溫度從高到低對應著質量從打到小來排,大概有:

7大類:O、B、A、F、G、 K、M
10個小類:0~10

太陽就是是G2,科學家發現,比F0大的恆星,都短命。比K5更小的恆星,在宜居帶內的行星就容易潮汐鎖定。所以,最佳的是大於K5 ,小於F0的序列。

而開普勒22b的恆星,是開普勒22,它其實和太陽差不多,是G序列內的恆星,因此,這一條,它是合格的。

合適的位置

除了,恆星的要求之外,恆星在星系中的位置也很重要,離得太近,很容易遭受高能輻射,這是因為星系中心密度比較大,有很多大質量天體,甚至是黑洞。所以,對生命並不友好。當然,也不能太遠,這樣就不太可能會有重元素。

而開普勒22的位置還好,是屬於星系宜居帶內的,所以也符合要求。

除了星系中的位置,還有在恆星系中的位置,不能太近也不能太遠。地球和火星就處於這個範圍。

而開普勒22b,在它的恆星系中,是出於宜居帶內的,所以這一點上,它也是符合要求的。

地磁場

為什麼要說地磁場呢?

因為這非常重要,其實恆星都是不好惹的,太陽動不動就來一波太陽風,如果沒有地球場,那行星就只能直接面對太陽風的襲擊,這要很有可能把行星上的生命一波流全帶走。

那開普勒22b有沒有地磁場呢?事實上,現在我們還沒辦法確定,不過它擁有的是一個岩石核心,所以,大概率是不太可能擁有地磁場的。

一個和自身相比並不小的衛星

我們地球之所以人類可以生存的得這麼舒適,主要有個原因就是月球。如果沒有月球,其實可能沒有人類,而月球其實和太陽系中其他的衛星比起來是有很大不同的,因為它相對於自己的主星地球是屬於比較大的,其他的衛星和自己的主星比起來,個頭實在太小。

這的主要原因就是,月球是撞出來的,在地球形成之初,有個叫做忒亞的小行星一頭撞上了地球,剩餘的碎片在引力的作用下形成月球,

這一撞使得地球的自轉有了傾角,這才有了四季。而如果沒有傾角,地球可能會像陀螺那樣晃來晃去。

那地球的氣候將會飄忽不定,這也是非常不利於生物生存的。除此之外,沒有了月球,潮汐也就幾乎會停滯,那海水就會湧入到很多其他的地方,這也是很不利的。

因此,有個比例較大的衛星,其實是生命得以延續的保證。

目前來說,開普勒22b是否有衛星,我們還沒有辦法知道。

擁有大行星的庇護

其實宇宙常常會有很多小行星和隕石,很多恆星系內其實都有小行星帶。因此,一顆行星遭受小行星和隕石的襲擊是正常的。但是,這其實是很不利於生命的繁衍,畢竟不用非常的小行星撞到地球上產生的能量,也足以摧毀整個地區的生命。如果,很大的小行星撞到地球上,那簡直就是災難,恐龍就是這麼滅亡的。

不過,事實上,地球並沒有非常多的襲擊,最嚴重的那次還是650年前,這是因為有木星的庇護,他就好像一個守門員一樣,火星軌道外側,用自己的引力牽制住了小行星和隕石,這才得以保全地球不會經常受到威脅。

之前,奧陌陌進入太陽系,也是在木星的引力彈弓下,被加速甩了出去。

那開普勒22b外圍有沒有一個大質量的行星呢?其實,現在並沒有或得到相關的觀測數據。

液態水

液態水的重要性是不言而喻的,尤其是對於人類來說,好消息是開普勒22b是一顆含水量十分充足的行星,甚至,科學家一度認為這顆行星應該是表面都是水。

合適的大氣層

最後就是大氣層,其實這就和行星自身的指標有關了。我們可以一起來說,其實開普勒22b的各種參數指標,我們都還沒有辦法確定下來,現在唯一能確定的是它的體積要比地球大得多。至於重力,大氣層都沒辦法確定。

如果它沒有大氣層,表面平均溫度大概是零下11度左右。如果有大氣層,成分與地球類似,則溫度應該會在22度左右。當然,如果沒有大氣層,那宇宙射線分分鐘就可以把行星上的生命帶走。

最後,我們來總結一下,如果開普勒22b符合條件的是有一顆穩定的恆星,以及好的位置,還有液態水。而目前來看,行星自身的參數,諸如重力和大氣壓,我們還沒辦法確定。而是不是有衛星和大質量恆星以及地磁場,我們現在還不得而知。所以,我們並不能下判斷認為它是宜居的。


鍾銘聊科學


你會被壓扁。


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