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宜居星球的定义 人类找到了几个“第二地球”的宜居星球?

宜居星球的定义

宜居星球的定义 人类找到了几个“第二地球”的宜居星球?

人类找到了几个“第二地球”的宜居星球?

人类找到了几个“第二地球”的宜居星球?

谢谢邀请。对于这个问题,简单来说,目前人类找到了和地球比较接近而且很适合宜居的行星数目大约为12个左右。

让我们具体来看一下我们是如何寻找的。首先我们需要寻找系外行星,自从1990年人类第一次发现系外行星以来,到目前为止,在地面望远镜和空间望远镜的帮助之下,以及凭借着先进设备和技术,人类已经确认了将近4000颗系外行星。而且还有几千颗行星候选体等待着科学家去验证。

在探测到这些行星之后,首先想到的就是对这些行星大小进行一个统计,结果发现绝大多数的行星都是比我们地球要大,而且比海王星要小。我们把那些比地球稍微大一些的行星称之为超级地球。

超级地球的数目很多,但是并非所有的这些行星都是适合于生命居住的。所以我们必须要找到那些能够适合液态水存在的星球。这些星球必须要存在于中心恒星一个比较适当的位置处,必能太近,也不能太远。那些温度适合的区域的区域就被定义为宜居区(绿色区域)。

所以根据上面提到的这些条件,最后经过分析比较,科学家们最终得到了大约10多个和地球非常类似的处于宜居区当中的星球,而且还用一个叫做地球相似指数的因子来描述它。我们可以看到最为相似的就是比邻星周围的行星,相似指数达到了0.87。

人类有可能将月球改造成宜居星球吗?

人类有可能将月球改造成宜居星球吗?

月球一直以来都是地球最忠实的“伙伴”,默默地陪伴着地球经历着沧海桑田岁月的变迁。自古以来,无数仁人志士都以月亮为题抒发着理想寄托,成为心中永恒的精神家园。自上世纪50年代以来,世界上的一些国家包括我国在内,对月球实施了一轮一轮的探测,发射了众多环绕和登陆探测器,美国先后6次共派送了12名宇航员登上了月球,使地球上的人们能够间接地感受到月球表面上的地形地貌和环境特征。月球是距离地球最近的天体,那么有没有可能我们将它改造成适宜人类居住的星球呢?

宜居星球起码要具备的特点

如果从碳基生命的形成,以及维持生命体能够正常开展生物活动和保障生存繁衍的需要出发,一个星球要实现宜居的目的,至少要具备如下几个特点:

有适宜的温度区间。星球上的温度要不高不低,能够保证生物体内蛋白质和核酸物质的稳定性。为达到这一目标,科学家们根据行星及其卫星与围绕公转的恒星之间的距离、以及恒星的大小、恒星发展阶段,确定了这个恒星系的宜居带范围。处于宜居带范围的星体,理论上就会具有适宜生命存在的温度区间。

有液态水和稳定的水汽循环。一个星球除了处于宜居带内,还必须要有充足的液态水源,以及可以进行水汽循环的大气环流条件,否则生命体也将失去存在基础。

有适宜的大气层条件。星体的万有引力,要保障能够吸引住外围的大气层,不至于因引力太小而逃逸。而对于需要有氧呼吸的动植物来说,大气层中的氧气含量也要适中,太低或者太高都将不利于机体的新陈代谢。另外,拥有适宜的大气层,也可以使大部分来自外太空的小行星和彗星,在进入该星体的大气层以后,可因剧烈的摩擦而燃烧殆尽,最大限度地保证生命体生存环境的稳定。

有稳定的磁场。一个星球拥有磁场,可以将来自所在星系的恒星以及其它恒星的高能辐射粒子,在电磁作用的引导下发生偏离,使这部分对生命体健康有害的物质大部分脱离星体,或者在星体的磁两极处汇集。

月球的先天基础

根据人们多次对月球的探测,人们已经很清楚地掌握了月球本身的基本特征以及表面的环境特点,对比上述生命宜居的条件,我们可以比较明显地看出月球对于生命体生存的“支撑”程度是怎么样的。

1、月球的基本参数。月球的直径平均为3476公里,是地球的1/4;质量为7.3×10^19吨,是地球的1/81;平均密度3.34克/立方厘米,是地球的2/3。月球距离地球平均距离为38万千米,围绕地球公转的周期为27.3天,与月球的自转周期相同,因此月球的一面始终面向地球。

2、月球表面的温度。月球虽然处于太阳系的宜居带内,但是月球表面的温度变化非常大。向着太阳的一面可以达到120多度,而背对着太阳的一面低到近零下200度。

3、月球的大气层。月球由于质量较小,其表面的万有引力仅为地球的1/6,因此,不能有效地吸住周围的大气,其大气层中的气体非常稀薄,表面大气压力仅为1.3×10^(-10) 千帕级别,是地球的十万亿分之一,氧气含量更是可以忽略不计。

4、月球的磁场。由于月球内核已经完全冷却,没有形成磁场的基础条件,因此月球不能形成磁场,来自太阳的高能粒子几乎能够全部到达月球表面。

5、月球表面几乎没有液态水。月球在表面引力太小、没有磁场等因素的影响下,气体分子包括水蒸气在内,就会因月球本身的束缚能力很小以及太阳风的作用,逃逸速度会很容易超过其表面逃逸速度2.4km/s,因此液态水失去了存在的基础。

星球改造为宜居的主要方法

虽然到目前为止,我们还没有能力去将一个星球改造为宜居的另外一个地球,但是美国等一些国家从很早就开始了火星改造计划,计划实施的年限为千年级,也就是说需要的时间会相当漫长。

要改造一个星球,首先这个星球要有能够被改造的基础条件,比如星体要处于宜居带内,能够保证一定的适宜温度区间;质量和大小适中,可以提供较为合适的重力环境,确保缓慢形成的大气分子不会轻易地散失。这两个方面,是靠外力不能轻易改变的基本属性。

结合火星改造的方案,我们可以看出要将一个星球改造成宜居星球,主要分为以下3个步骤:

逐渐汇聚水源。通过引导小行星或者彗星撞击这颗星球的方式,将小行星或者彗星上面的液态水带到这颗星球上来。或者使用表面积很大的反射镜,将太阳光线最大限度地反射到星球表面,融化处于冰冻状态的水源。通过这样的方式,逐渐提高星球上水资源的数量。

制造温室气体。以增加大气层中的二氧化碳和四氟化碳含量为主要目标,将星体大气层中的温室气体数量逐步提高,增强吸收太阳辐射的能力。

培育绿色植物。逐步引种适应太空环境能力强的植物,分区域逐步拓展种植范围。以太阳光能和空气中的二氧化碳为作为能量和物质输入,推动绿色植物光合作用,释放产生氧气,逐步提高空气中氧气的含量。

通过上述3个方面承前启下的步骤,逐步改变星体表面的自然生态以及大气环境,在人工干预进行到一定程度之后,逐步减少人力工程的投入,缓慢地形成纯自然生态环境系统,最终达到这个星球自然环境的“自给自足”和良性循环。

月球改造成宜居星球的难点

从以上分析可以看出,月球的先天自然环境是非常恶劣的,而且对比火星改造计划,月球有不可避免地劣势。主要体现在:

质量过小,吸引住大气层的能力非常弱,这一点是用人力很难改变的。

即使可以使用一定的方案,使得撞击月球的小行星和彗星的频次增加,但是也会因其质量很小的原因,使得“截住”的水源很快地消散。

月球表面重力很小,不适于人类活动和任何工程的实施,而且月球表面在扰动下,月壤中的细小颗粒物很容易漂浮,并且不容易沉降。另外,长期在低重力环境下生活,对人体健康也会产生诸多不利影响。

月球没有磁场,很难靠人力重启月核运动。我们很难将来自太阳的高能粒子从月球外围“反弹”出去,大量的高能辐射对于生命体来说也是极其致命的。

总结一下

从目前以及今后相当长一段时间来看,依靠人类的科技,很难改变月球的一些基本属性和外在条件,将其打造成宜居星球的愿望虽然好,但是不可行,也没有操作性。人类对于月球的关注点,今后会定位到作为进行深空探测的一个跳板、缓冲以及实验田,为人类寻找、改造其它宜居星球以及探索宇宙深层次的奥秘发挥其越来越重要的作用。

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