木星怎样帮助在地球上滋生生命

撰稿人 Bruce Dorminey

Aug 19, 2022,06:14pm EDT

SCIENCE

我报道航空航天、天文学并主持宇宙争议播客。

艺术家的用红点解释的暴风雨气态巨行星。 GETTY

约40亿年前当一个火星大小的撞击者撞击进我们的新生星球并凝聚成我们的异常大月球时地球击中了天体生物学大奖。为什么这如此重要呢？

因为在数十亿年的时间里我们的月球对地球的引力影响确保了我们的行星的倾斜度（或轴倾斜）仍然足够稳定来滋生第一个复杂的生命并最终像我们这样的芸芸众生。

但一篇被接受发表在《天文学杂志》上的新论文扩展关于以前的表明地球的倾斜也能被我们自己太阳系内其他行星造成的引力扰动影响的研究。

该论文的作者争论所有最影响的是木星------我们太阳系的位于主小行星带之外的庞然大物。

这篇论文详细介绍了新的表明地球一样行星可能对同一太阳系内巨型伴星的轨道特性是敏感的动态计算机模型。

加州大学河滨分校的行星物理学家、该论文的合著者之一斯蒂芬凯恩告诉我，“我们往往许可了木星但拥有一个像木星这样的巨型行星能对地球一样类地行星的可居住性有一个深远的影响”。他说，我们的论文表明有许多会使地球的宜居性远不如现在宜居的木星的位置。凯恩说，但也有一些通过使更多地点在那里水能够被维持在液态中会使地球更适合居住的位置。

但该论文的主要作者、加州大学河滨分校地球与行星科学博士候选人帕姆沃尔乌特有一个略有不同的看法。

沃尔乌特告诉我，行星结构包括一个诸如木星一个巨型伴星的存在决定一个系外行星的长期气候怎样演变。她说，来评估一颗系外行星在它的轨道演化中某一点期间的可居住性是常见的。她指出，但我们应该真的考虑气候（和可居住性）随天文时间尺度怎样变化并评估是否一颗行星现在能被认为是可居住的，以及是否它在更遥远的过去是可居住的。

这种周期怎样会在环绕其他太阳一样恒星的地球上演出？

沃尔乌特说，一颗高度倾斜的行星可能会在赤道附近形成冰带，而一颗低倾斜的行星可能在两极有冰盖。她说，这会造成严厉的长期气候周期。沃尔乌特说，一颗行星甚至可以在一个“雪球状态”和“无冰状态”之间振荡已经被提出。

沃尔乌特说，在我们自己的太阳系中，木星造成地球的轨道在接近圆形到形状略微更椭圆的相之间变化。她说，偏心率在气候中起一个重要角色，因为一颗在更离心的轨道上的行星与有一个圆形轨道的行星相比每年接收更多的恒星能量。她指出，例如在地球上离心率中的变化被联系到大约每10万年到来并要成冰河时代的。

沃尔乌特说，如果不是地球的倾斜轴（倾斜率）和对地球的方向的恒定变化（进动）出入冰河时代的循环会已经没有发生。她说，倾斜和进动决定每个纬度体验多少季节性。沃尔乌特说，当北极夏季的日照高到足以融化北方冰盖时地球从一个冰河时代出来。她指出，当地球的轨道更椭圆时这发生，北极在它的最接近期间向太阳倾斜。

倾斜性是可居住性方程中的未唱的因素吗？

沃尔乌特说，目前的现代观测技术阻止我们约束已知的系外行星的倾斜度。她说，但我不会排除生命在一颗数亿年期间有极端倾斜变化的系外行星上浮现的可能性。她指出，甚至在高度倾斜的行星上，生命也可能起源于在那里条件可能恰到好处的热点。

至于对在自己的太阳系中有一颗大型气态行星？

凯恩说，“拥有一颗巨型行星作为一个外地球的邻居是一个双刃的刀片”。

凯恩说，一颗巨大的行星能吸收否则可能已经撞击外地球的撞击，潜在的造成一个灭绝级事件。他说，然而一颗巨行星也能改变外地球的轨道，导致气候中的急剧变化，能降低行星表面的可居住性。

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我（Bruce Dorminey）是一名科学记者，也是《宇宙争议 (brucedorminey.podbean.com) 》的主持人以及“遥远的...

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