月球撞擊地球聽起來可能像是不切實際的世界末日情景,或者是科幻災難片的素材。但對於其他恆星系中的一些行星來說,這種災難性的碰撞可能很常見。
發表在《英國皇家天文學會月刊》Monthly Notices of the Royal Astronomical Society上的新研究使用計算機模擬表明,系外行星與其衛星(稱為系外衛星)之間的碰撞實際上可能經常發生,這對這些行星上任何萌芽的外星生命來說可能是災難性的。
雖然天文學家尚未自信地探測到系外衛星,但科學家們預計它們在宇宙中會非常豐富。
“我們知道我們太陽系中有很多衛星,所以很自然地我們期望在系外行星系統中看到衛星,”堪薩斯大學天體物理學家喬納森·布蘭德在一封電子郵件中告訴 Live Science,他沒有參與這項新研究。因此,加州大學洛杉磯分校的天文學家、新研究的作者布拉德·漢森等理論家對探索外星衛星和系外行星可能如何相互作用,以及這些相互作用如何影響遙遠恆星系中生命的可能性感興趣。
失控的衛星
引力支配著行星與其衛星之間的相互作用,表現為潮汐和其他效應,例如我們自身月球的緩慢後退。每年,地球的衛星都會離我們的星球遠一點點,每年它的軌道都會變大。與此同時,地球每年自轉的速度都會慢一點。這兩種效應直接相關:地球正在將其自轉的一些角動量傳遞給月球的軌道。
如果這種權衡持續足夠長的時間,月球最終可能會從地球上解脫出來。對我們來說幸運的是,這個過程將花費太長時間,以至於太陽會在月球完全逃逸之前爆炸。但根據漢森的計算,在某些系外行星周圍,特別是那些比地球離太陽更近的行星周圍,這種情況可能會發展得更快,行星及其“不穩定”的衛星在形成的最初十億年內發生碰撞。(相比之下,地球和它的衛星大約有 45 億年的歷史)。
在他的模擬中,偏離其宿主行星的衛星經常帶著巨響返回,撞擊行星併產生巨大的塵埃雲。這些塵埃雲在紅外線下發光,因為它們被恆星的光照亮和加熱。但它們只持續了大約 10,000 年就消失了——在宇宙尺度上只是眨眼一瞬間。
來自 NASA 廣域紅外巡天探測器太空望遠鏡的觀測表明,每顆恆星在其生命週期中的某個時刻都會經歷這樣一次事件,漢森說。他補充說,這些塵埃排放很可能代表了行星與其衛星之間的碰撞。
然而,由於這些塵埃雲壽命如此短暫,天文學家只觀察到大約十幾個。此外,一些天文學家仍然不相信這些塵埃雲來自系外衛星,而是認為它們可能是兩顆行星之間碰撞的結果。無論如何,還需要更多的觀測來弄清楚系外衛星在系外行星演化中的作用,並確定這些碰撞是否會影響外星生命。
“衛星通常被認為是有益的,”漢森說。它們被認為有助於穩定行星軸的傾斜度,從而形成更溫和的季節,更有利於生命存在。然而,像漢森模擬中的那些碰撞肯定會抵消這種好處,因為它們會透過一場猛烈的爆炸摧毀任何生命的機會。
“似乎每隔幾周,就會有一些 CGI 影片在網上瘋傳,展示地球被某種巨大的宇宙撞擊物摧毀,”布蘭德補充道。“如果你足夠不幸,生活在一些年輕的岩石系外行星上的原始粘液中,你可能會發現你在那種情況下實際上會做什麼!這並不是尋找外星生命的最好結果,但同樣值得了解。”
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