将迷你Neptunes转化为可居住的超地

时间：2021-10-10 13:58:00来源：

华盛顿大学的一项新研究详细说明了来自宿主明星的强烈辐射可能导致人们称为可居住的地区的迷你Neptunes，以揭示他们的气态信封并成为潜在的居住世界。

华盛顿大学发现，华盛顿大学发现，众所周知的两种现象 - 潮汐力和剧烈的恒星活动 - 可能会帮助您对某些行星的生活有助于某些行星的机会。

在本月发表的论文中，在Astrobiology，UW博士生Rodrigo Luger和Co-Adsion Barnes，研究助理教授表示，这两种力量可以结合在外轨道上改变无人居住的“迷你Neptunes” - 大行星与坚实的核心和厚的氢气大气 - 进入近距离，无瓦斯，潜在的居住世界。

我们的星系中的大多数星星都是低质量的明星，也称为M矮人。比太阳更小而暗，拥有近距离可居住的地区，他们为寻找和研究潜在的居住行星提供良好的目标。天文学家希望在未来几年中找到许多地球状和“超地”行星在未来几年的可居民区域，因此知道他们是否可能确实支持生活是很重要的。

超地球的行星比我们自己更小的行星，而不是海王星和天王星等天然巨头。可居住的区域是一个星系的空间，这可能允许液体水在轨道上的岩石行星表面上，也许会给生活一个机会。

“在地球上有许多过程可以忽略不计，但可以影响M矮人行星的居住地，”Luger说。“两个重要的人是强烈的潮汐效应和剧烈的恒星活动。”

潮汐力是一个轨道上的轨道上的恒星引力，并且在行星的近侧较强，面向宿主恒星，而不是远侧，因为重力随着距离而削弱。这种拉动可以将世界延伸到椭圆形或鸡蛋状形状中，也可能导致它更接近其明星。

“这就是我们在地球上有海洋潮汐的原因，因为月球和太阳都可以在海洋上拖动海洋，从而创造一个我们经历过高潮的隆起，”Luger说。“幸运的是，在地球上它真的只有海洋中的水扭曲，只有几英尺。但是，近在行星，就像那些在矮人的可居住区，经历更强大的潮汐力量。“

这种拉伸导致行星内部的摩擦力，耗尽大量能量。这可以驱动表面火山，在某些情况下甚至将行星加热到一个失控的温室状态，沸腾其海洋，以及所有居住机会的机会。

剧烈的恒星活动也可以摧毁在轨道低质量恒星的行星上的任何机会。M矮人在年轻的时候非常亮，并发出大量的高能量X射线和紫外线辐射，可以加热行星的上层大气，产生强大的风，可以完全侵蚀大气。在最近的一篇论文中，Luger和Barnes表明，由于在其形成之后的前几亿年期间，由于这种恒星活性，行星的整个地表水可能会丢失。

“但事情并不一定像他们声音一样严峻，”卢杰说。使用计算机模型，共同作者发现，潮汐力和大气逃生有时可以塑造以迷你Neptunes进入无气体，潜在的居住世界的行星。

这种转变如何发生？

Mini-Neptunes通常从他们的宿主恒星形成，冰分子与氢气和氦气的大量加入，以形成由巨大的气态气氛包围的冰冷/岩石核心。

“他们最初冻结了寒冷，荒凉的世界，”Luger说。“但行星不需要总是留在原地。除其他的过程中，潮汐力可以诱导向内行星迁移。“这个过程可以将迷你Neptunes带入他们的宿主明星的可居住区，在那里他们暴露于更高水平的X射线和紫外线辐射。

这又导致大气气体的快速丧失到空间，有时留在可居住的区域的无氢，岩石世界上咂嘴。共同作者称之为“可居住的蒸发核心”。

“这样的星球很可能有丰富的地面水，因为它的核心富含水冰，”卢杰说。“曾经在可居住的地区，这冰可以融化并形成海洋，”也许会导致生活。

Barnes和Luger注意，这些行星必须满足许多其他条件，以适合居住。一个是在全球创建和回收营养素的氛围的发展。

另一个是简单的时机。如果氢和氦损失太慢，而行星成形时，气态封套将占主导地位，岩石，陆地世界可能不会形成。如果世界过快地失去氢气，则可能导致失控的温室状态，所有的水都会失去空间。

“底线是这个过程 - 将迷你海王星转化为地球状世界 - 可能是在矮星围绕矮星形成可居住世界的途径，”卢杰说。

他们真的会居住吗？Luger说，这仍然是未来的学习研究。

“无论哪种方式，这些蒸发的核心可能在这些恒星的可居住区域中潜伏在那里，很多人可能会在未来几年中发现。”

Luger是本文的领先作者，Barnes和Victoria Meadows他的UW共同作者。其他共同作者是加州大学的洛佩兹和乔纳森堡垒，圣克鲁兹和博伊西州立大学布莱恩杰克逊。