“他们在那里” –系外行星轴研究增强了人们对复杂生活的希望

半人马座星系群是距我们自身最近的恒星（或太阳系），距我们4.3光年，可以在半人马座星座的夜空中找到它。半人马座A和半人马座B的恒星组成一个双星系统，两颗恒星相互绕转，并且附近还有另一个暗淡的红色矮人半人马座C（也称为半人马座Proxima Centauri）。一些天文学家希望有一天能找到能够在系统中保留高级生命的系外行星，但是一项新研究降低了这些期望，同时又提高了对其余宇宙的期望。

关于外星人的俗话说：“他们在那里。”根据一项有关行星轴倾斜的新研究，似乎更有可能做到这一点。

佐治亚理工学院的天体物理学家将地球的理论孪生模型建模为称为双星系统的其他恒星系统，因为它们有两个恒星。他们得出的结论是，在二元系统中可能会发现87％的外地球应该具有与地球相似的稳定轴倾角，这是有利于气候稳定，有利于复杂生命进化的重要因素。

多星系统很普遍，大约50％的恒星具有双星伴星。因此，这项研究可以应用于大量的太阳系。这项研究的共同研究员，佐治亚理工学院物理学院的助理教授李功杰说。

像我们这样的拥有多个行星的单星太阳能系统似乎更罕见。

半人马座B？可怜

研究人员开始对比地球轴倾斜度（也称为倾斜度）随火星轴倾斜度的变化而随时间变化的情况。鉴于我们的星球轻微的倾角变化对于宜居的气候和进化而言非常重要，而火星轴倾斜的疯狂变化可能有助于破坏其大气，如以下部分所述。

然后，研究人员将地球划分为半人马座Alpha半人马座AB（我们的太阳系最接近的邻居），一个双星系统，其中一个恒星称为“ A”，另一个恒星为“ B”。之后，他们将模型扩展到了更通用的范围。

可怜的地球。这项新研究的作者根据这位画家的渲染，将它模拟成围绕半人马座Alpha B居住区的一条轨道，我们的星球看上去非常冰冷，不适合先进的生活。

“我们模拟了其他双星在恒星质量，轨道质量等方面具有多种变化的情况，”该研究的首席研究员，李丽实验室的研究科学家比利·夸勒斯（Billy Quarles）说。“总体信息是积极的，但不是给我们最近的邻居。”

实际上，半人马座A看上去还不错，但是围绕恒星B建模的系外地球的轻度轴动力学的前景却糟透了。这可能会让一些希望望而却步，因为距人头星空阿尔法（Alpha Centauri）AB只有四光年之遥，并且一个名为Starshot的任务并得到了知名支持者的计划计划发射一个太空探测器，以寻找那里高级生活的迹象。

研究人员将于2019年11月19日在《天体物理学杂志》上发表由NASA艾姆斯研究中心的杰克·利绍尔（Jack Lissauer）共同领导的研究，题为：“恒星在类似太阳的恒星双星中的行星演化。”这项研究是由美国国家航空航天局外生生物学计划资助的。

在A或B周围未确认到系外行星；已确认附近的红矮星Proxima Centauri附近有一颗系外行星，但这很可能是不适合居住的。

地球？正好

即使处于冰河时期和高温阶段，地球的气候框架在数亿年的时间里一直保持平静-部分是由于其缓和的轨道和轴倾角动力学-使进化取得了长足的进步。像火星上一样，剧烈变化的动力以及因此的气候将有规律地杀死高级生命，阻碍进化。

地球绕太阳运行的轨道略微倾斜，通过轻微的进动（一种振荡）缓慢而缓慢地跷跷板。随着地球自转，它相对于太阳的位置发生了变化，有点像呼吸描记器图一样围绕它旋转。在100,000年的时间里，轨道的形状也略长或略长。

天体物理学家比利·夸勒斯（Billy Quarles）是一项关于系外行星轴倾斜的新研究的作者，站在佐治亚理工学院最大的望远镜旁。

在41,000年的时间里，地球的轴倾角在22.1至24.5度之间。我们的大月亮通过与地球的引力关系来稳定我们的倾斜，否则，与水星，金星，火星和木星的弹性引力互连将使我们的倾斜产生共鸣。

夸尔斯说：“如果没有月亮，地球的倾斜度可能会变化约60度。”“我们看起来可能像火星，而且它的轴心进动似乎有助于耗尽其大气层。”

每200万年，火星的轴进动在10度和60度之间。倾斜10度时，大气在两极凝结，形成盖帽，将很多大气锁定在冰中。在60度时，火星可能会在其赤道周围形成一条冰带。

宇宙？充满希望

在半人马座AB中，恒星B大约相当于太阳的大小，而较大恒星A大约在天王星与太阳之间的距离上绕轨道运行，这与双星系统中的两个恒星非常接近。该研究对一颗绕地球轨道运行的恒星的变种进行了建模，但将其集中在以B为中心的宜居带中的一个模拟地球轨道上，其中A是轨道恒星。

A的轨道非常椭圆，先经过B，然后再远离B，然后甩开强大的引力，在模型中，引力使Exo-Earth自身的动力无法控制。它的倾斜和轨道变化很大。将我们的月亮添加到模型中并没有帮助。

“在半人马座B周围，如果没有月亮，则轴要比拥有月亮的轴更稳定。如果你有月亮，那将是个坏消息，” Quarles说。

即使没有月球且轴变化不大，复杂的，类似地球的演化似乎也很难在围绕B的模拟外行星地球上遇到困难。

“您会看到的最大影响是气候周期的差异与轨道的延伸程度有关。Quarles说，它们可能不是像地球上每100,000年就有冰河时代，而是每100万年一次，更糟，持续时间更长。

但是，在模型中出现了对类似地球的条件的希望​​：“行星轨道和自旋需要相对于二进制轨道恰好进动。那里是个小巧的地方，” Quarles说。

当研究人员将模型扩展到宇宙中的二元系统时，轻度倾斜度变化的可能性迅速增加。

“通常，在双星系统中，恒星之间的间隔较大，然后第二颗恒星对地球模型的影响较小。行星自身的运动动力学主导着其他影响，而倾角变化通常较小。”李说。“所以，这是相当乐观的。”

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这项研究是由美国国家航空航天局（NASA）外生生物学计划（NNX14AK31G）资助的。任何发现，结论或建议均是作者的发现，而不一定是NASA外来生物学计划的发现，结论或建议。