系外行星的紫外宜居带
地球与行星天体物理
2023-04-12 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
目前在拱星宜居带(CHZ)中发现的数十颗岩质系外行星代表了太阳系外最有可能承载我们所知生命的场所。然而,CHZ行星上 presumed 的液态水存在并不能保证适宜生命起源的环境。根据实验研究,生命的构建模块最有可能在存在最小紫外(UV)通量的条件下经光化学产生。另一方面,高UV通量可能威胁生命,导致大气侵蚀并破坏生命必需的生物分子。这些论点对围绕非太阳型恒星(具有不同UV与热光度之比)的CHZ行星的实际宜居性提出了疑问。通过结合“平庸原理”与近期实验研究,我们定义了生命可能起源和演化的UV边界条件(UV宜居带,UHZ)。我们考察了在CHZ中发现的系外行星是否确实经历此类条件。通过分析Swift-UV/光学望远镜数据,我们测量了17颗在其CHZ中拥有23颗行星的恒星的近紫外(NUV)光度。我们推导出NUV光度与恒星有效温度之间的经验关系。我们发现23颗CHZ系外行星中有18颗实际轨道位于UHZ之外,即其M矮星宿主的NUV光度绝对过低,无法通过氰基硫化学在其上触发生命起源。只有有效温度>3900 K的恒星才以足够触发生命起源的NUV辐射照亮其CHZ行星。反之,更冷的恒星将需要高能耀斑活动。
引用
@article{arxiv.2303.16229,
title = {The ultraviolet habitable zone of exoplanets},
author = {Riccardo Spinelli and Francesco Borsa and Giancarlo Ghirlanda and Gabriele Ghisellini and Francesco Haardt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.16229},
year = {2023}
}
备注
8 pages, 3 figures