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宜居性的年龄维度

地球与行星天体物理 2016-03-24 v3

摘要

恒星的宜居带定义为岩石行星表面能够支持液态水的轨道范围。驱动宜居行星搜索的最引人入胜的问题是:它们是否孕育生命?但是,行星的年龄对其宜居性重要吗?如果我们将宜居性定义为行星孕育生命的能力,那么答案可能是否定的。毕竟,地球上的生命在其形成后仅约 8 亿年(800 Myr)内就已发展起来。然而,如果我们将宜居性定义为我们探测系外行星表面生命的能力,那么年龄就成为一个关键参数。只有当生命进化得足够复杂,能够在行星尺度上改变其环境时,我们才能通过其在大气中的印记——生物特征(biosignatures)——远程探测到它,其中光合氧气是我们所知的发达生命最显著的指标。但是,宜居带内行星上光合作用的开始可能需要比行星年龄更长的时间。了解行星年龄对于制定搜索携带复杂(发达)生命的系外行星的策略是必要的:许多已确认的潜在宜居行星过于年轻(环绕第一星族星运行),可能没有足够的时间发展和/或维持可探测的生命。在过去十年中,人们发现了许多环绕古老(90-130 亿年)、贫金属的第二星族星运行的行星。这些行星有足够的时间发展必要的化学反应链,如果位于宜居带内,可能携带可探测的生命。这些古老行星应成为搜索地外生命的主要目标。

关键词

引用

@article{arxiv.1404.0641,
  title  = {Age Aspects of Habitability},
  author = {M. Safonova and J. Murthy and Yu. A. Shchekinov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1404.0641},
  year   = {2016}
}

备注

13 pages, 1 figure, 3 tables with data on host ages for confirmed PHPs, and on all planets with estimated ages >= 9 Gyr