对已知系外行星的一项新分析表明，潜在宜居行星上的类地条件可能比以前认为的要罕见得多。 这项工作的重点是在行星上发展基于氧的光合作用所需的条件，这将使地球上发现的复杂生物圈成为可能。 该研究最近发表在 皇家天文学会月刊.
我们银河系中已确认的行星数量现在已达到数千个。 然而，既类似于地球又位于宜居带的行星——恒星周围的区域，温度正好适合液态水存在于地表——却少见得多。
目前，只有少数这样的岩石和可能适合居住的系外行星是已知的。 然而，新的研究表明，这些都没有理论条件来通过“产氧”光合作用来维持类似地球的生物圈——地球上植物用来将光和二氧化碳转化为氧气和营养物质的机制。
这些行星中只有一颗接近接收到维持大型生物圈所必需的恒星辐射：Kepler-442b，一颗质量约为地球两倍的岩石行星，绕着距离地球约 1,200 光年的中等温度恒星运行。
与地球（右）相比，可能宜居的行星开普勒 422-b（左）的艺术表现。 学分：Ph03nix1986 / Wikimedia Commons
该研究详细研究了行星从其宿主恒星接收了多少能量，以及生物体是否能够通过正常的含氧光合作用有效地产生营养物质和分子氧，这两种元素都是我们所知的复杂生命的必需元素。
通过计算行星从其恒星接收的光合有效辐射 (PAR) 的数量，研究小组发现，太阳温度一半左右的恒星无法维持类地生物圈，因为它们无法在正确的波长范围内提供足够的能量。 含氧光合作用仍然是可能的，但这样的行星无法维持丰富的生物圈。
甚至被称为红矮星的更冷恒星周围的行星，它们的阴燃温度约为太阳温度的三分之一，甚至无法获得足够的能量来激活光合作用。 比我们的太阳热的恒星更亮，并且在有效光合作用的必要范围内发出的辐射是红矮星的 XNUMX 倍，但通常寿命不足以让复杂生命进化。
“由于红矮星是迄今为止我们银河系中最常见的恒星类型，这一结果表明其他行星上类似地球的条件可能比我们希望的要少得多，”那不勒斯大学的 Giovanni Covone 教授评论道，该研究的主要作者。
他补充说：“这项研究对复杂生命的参数空间施加了严格的限制，因此不幸的是，容纳丰富的类地生物圈的“最佳点”似乎并不那么广泛。”
未来的任务，例如 詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST)定于今年晚些时候发射，它将能够敏锐地观察其他恒星周围的遥远世界，并为我们所知的行星承载生命的真正需要提供新的线索。
参考：乔瓦尼·科沃内、里卡多·米恩科、卢卡·卡恰波蒂和劳拉·伊诺撰写的“宜居带类地行星上的含氧光合作用的效率”，19 年 2021 月 XNUMX 日， 皇家天文学会月刊.
DOI：10.1093/mnras/stab1357
