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生命的火种,在地狱里

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黑洞 238 0 2020-11-23 21:59:14

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核辐射可能是行星上是否有生命的关键因素。

生命的火种,在地狱里-1.jpg

不同放射性重元素含量的岩石行星。图一含量过多,导致火山过于活跃,磁场无法形成;图二含量适中,行星最终和地球相似;图三含量过少,导致地质不活跃。Melissa Weiss

核辐射可能是行星上是否有生命的关键因素。在核辐射的产生过程中,热量会被释放出来,而这对于一个岩石质的行星能否拥有板块构造,能否拥有适量的火山活动,乃至是否拥有大气层至关重要。

不仅如此,通过缓慢衰变产生核辐射的放射性重元素含量还决定了行星是否能够拥有一个液态金属核,以及这个核是否能够有效运作,产生足够强大的磁场,保护行星的大气层免遭星风剥离,以及行星表面免遭宇宙射线的伤害。

加州大学圣克鲁兹分校的地球行星科学教授Francis Nimmo等人通过计算机数据模拟发现,假如地球内部放射性重元素衰变产生的热量过多,地核发动机就无法一直运行下去。

这是因为大部分放射性重元素比如钍和铀都聚集在地幔中,而过热的地幔会阻止液态地核以足够快的速度失热,导致地核内的液态金属无法形成对流,进而无法产生磁场。

太多的放射性重元素也会导致火山活动过于频繁,而这对生命的发展是不利的。反过来,放射性重元素太少也不行,这会导致地质运动停滞,进而把行星变成一个死寂的世界。

行星内部的放射性重元素大多是中子星合并的产物,中子星合并是稀有事件。因此对于不同恒星和行星而言,这些元素含量的差异很大。

研究人员认为,我们可以通过追踪恒星内部铕元素的含量,来确定其周围行星放射性重元素的含量,因为铕和具有放射性的钍以及铀产生自同一过程。而太阳的铕含量处于中等水平。

行星内部的放射性重元素含量,或将成为天文学家定义宜居带的一个新维度。核辐射不总是致命的,它也可以创造生命。

参考

Radiogenic Heating and Its Influence on Rocky Planet Dynamos and Habitability

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/abc251
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