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一颗恒星为地球提供放射性元素使其保持热量

人们发现,像铀这样的放射性元素的存在为地球内部提供了一种能量源,即使在许多冷却之后也能使其保持热量。

地球作为一个可居住的星球可能比我们想象的更罕见。科学家使用计算机模型来证明我们的星球具有温和气候并且不是冰世界的原因是因为在原始太阳系附近有一颗巨大的恒星。这颗恒星为不断演化的内行星提供了放射性元素,这些元素蒸发了一些本来会输送给它们的水。

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科学家曾相信地球起初是一个逐渐冷却的巨大熔融体,经过几十亿年的地质演化历程,至今地球仍保持着它的热量。而地球的大部分热量来自太阳。但事实并非如此。地球内部非常温暖,非常活跃。为什么?答案来自于放射性元素的发现。人们发现,像铀这样的放射性元素的存在为地球内部提供了一种能量源,即使在许多冷却之后也能使其保持热量。

而现在科学家已经了解了更多关于行星如何形成的知识,最新计算机模拟的一个结果就是地球这样的行星非常奇怪。我们认为它是一个水世界 - 与水星或火星等行星相比,覆盖地球表面75%的海洋确实使它看起来像水世界。但是模拟显示,在像我们这样的行星系统中,地球应该是一个巨大的冰球,冰冻的海洋厚达数英里。

根据密歇根大学天文学家 Michael Meyer的说法,计算机模拟提供了部分答案,如果它假设太阳系形成的区域内有一颗巨大的恒星。当这些恒星到达它们生命的尽头时,它们会放射出大量物质,其中一些物质由铝-26等放射性元素组成。

模拟表明,这些元素存在于新行星(及其邻近)的星子中,提供了额外的热量,有助于蒸发大部分水,防止全球海洋在海底有一层难以穿透的冰层从形成。这允许碳循环开始,这有助于稳定气候并产生有利于生命的表面条件。

关于这一发现的重要之处不仅在于它揭示了地球是如何形成的,而且它还将帮助太空科学家预测太阳系以外的哪些系外行星值得关注或有生命迹象。通过寻找合适的放射性同位素,可以预测候选行星是类地行星还是巨大的冰世界。此外,更好地了解该机制将有助于计算星系中有多少类似地球的世界。

“很高兴知道放射性元素可以帮助使湿系统干燥,并解释为什么同一系统内的行星将具有相似的属性,”Meyer说道。“但放射性元素加热可能还不够。我们如何解释我们的地球,与我们的模型中形成的行星相比,这是非常干燥的?也许木星在哪里也很重要,以保持大多数冰冷的天体远离太阳内部系统。”

该研究发表在《自然-天文学》上。

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