如果一颗行星没有磁场,意味着什么呢?

如题所述

你知道吗?地球人是幸运的,我们赖以生存的星球---地球有一个坚固的磁场。如果没有磁场,太阳的辐射会让地球生命甚至还没开始之前就已经终结。那么如果一颗行星没有磁场,那么是否意味着它成为不了“地球”?换句话说,一颗行星的磁场可以决定生命的存在吗?

磁层

磁气圈(磁层)是地球的磁场区域,它是包裹着地球的周围一层看不见的带电粒子,它相当于地球磁场的保护层,使得地球免受太阳风的冲击。许多人可能很少想到保护地球的磁层,也许他们看见了美丽的极光才会想起磁层,殊不知磁层的真正功能其实保护了地球的生命。因为来自太阳的太阳风可以对地球上的生命产生严重威胁,同时加上太阳风是一种等离子体,所以它也有磁场,在太阳风和行星磁场的相互作用下,行星原来磁场的磁力线被太阳风压缩在一个有限的空间,这就是磁层。行星的磁层所受的影响和恒星息息相关。



用恒星的术语来说,我们的太阳是一个g型的主序星。g型恒星相对来说比较平静和稳定,而m型恒星则相对比较活跃。但是,无论一颗恒星是m型还是g型,这种太阳风的耀斑爆发活动都可能对系外行星及其发展生命的机会构成严重威胁。

恒星的耀斑爆发

m型恒星也被称为红矮星,它们的耀斑比我们的太阳大得多。一项新的研究指出,任何恒星(无论是g型还是m型)的耀斑爆发都严重限制了系外行星的可居住性。按照地球上的标准,这将使这些行星上的生命很容易受到频繁灭绝的辐射爆炸的影响,只有高度抗辐射的极端微生物才能存活下来。

在我们迄今发现的约4000颗系外行星中,只有一小部分位于其恒星的宜居带。其中相当一部分(约17颗)位于其恒星的保守宜居带。另外30个左右是所谓的宜居地带,比保守地带的面积更大。根据开普勒的数据,可能有多大400亿颗地球大小的行星在红矮星和类太阳恒星的宜居带中运行。

但是,如果没有一个强大的磁气圈来保护它们不受恒星的影响,又有多少颗恒星可以被认为处于宜居地带呢?

实际上随着我们愈加深入地探索太阳系内外的行星,发现这些行星是否有能力支持生命继续具有巨大的重要性。这一领域的更多进展将提高我们对极端太阳事件、辐射剂量和行星宜居性之间关系的理解。研究表明恒星耀斑、日冕物质抛射和恒星质子事件可以突然用x射线和恒星能量粒子组成的非热辐射轰击行星。这些都能腐蚀行星的大气,引发光化学变化,并使行星沐浴在辐射中。



然而行星的磁屏蔽可以保护它不受这些耀斑的影响,大气层也可以起到保护作用。当一颗恒星耀斑爆发时,它会给地球带来辐射。但是辐射对地球的影响不仅与地球磁场的强度直接相关,还与地球大气的柱状深度直接相关。在没有足够的磁场和大气保护的情况下,耀斑突然爆发的电离辐射不仅会伤害或杀死生物,还会改变它们的栖息地。

就像金星,几乎没有磁场保护,太阳风在它周围疯狂流动。观测发现,多年来,大量的水从这颗行星流入太空,当太阳的紫外线辐射将氧和氢分子分开并将它们推向太空时,就会发生这种现象。这仅仅只是基础的表现,科学家还根据耀斑的光谱来量化同等强度的耀斑如何影响可居住性。研究结果表明,对于能量相同但光谱不同的耀斑,其变化幅度可达5个数量级。地球的大气层在保护我们不受太阳活动影响方面起着关键作用。一项新的研究表明,系外行星大气层的柱状深度是保护行星免受辐射的一个因素。

令人惊讶的是,磁层的强度对辐射的防护作用较小。通过研究发现,与大气深度相比,行星磁场是一个重要但不是决定性作用的因素。辐射量减少了大约30倍,相当于磁层强度增加了一个数量级。但是行星的磁场还有一个额外的作用,那就是对维持行星上的大气至关重要。



我们已经了解了很多关于恒星的燃烧速率即耀斑爆发速率,这是了解系外行星宜居性的一部分。太阳每2000到3000年发出多达1035次的耀斑,而其他较年轻且旋转较快的m型恒星发出耀斑的频率可高达100倍。其他恒星被称为“耀斑星”,因为它们产生的所谓超级耀斑比我们的太阳产生的耀斑还要强大。考虑到其中许多都是红矮星,大多数系外行星都是在这种恒星上发现的,因此对其宜居性的预测是值得怀疑的。

结论:磁场是人类居住的关键

很显然,磁场是人类居住的关键,如果没有磁场或大气耀斑的保护,许多我们归类为宜居的行星就不可能存在。也可能只有极端微生物才适合居住。没有磁场将使这些行星上的生命容易受到频繁灭绝的辐射爆炸的影响,而地球上只有高度抗辐射的极端微生物才能存活。人类显然是不可能的。



由于银河系中有大量的红矮星,我们在那里发现了最多的系外行星。由于这些恒星平均释放的能量更少,它们的宜居带比我们太阳这样的恒星周围的宜居带要近得多。这意味着,如果没有足够的磁气圈,没有足够深的大气层,许多我们认为可能适合居住的行星就根本不适合居住。

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第1个回答  2021-03-14
一颗行星不存在绝对的没有磁场,只是有的磁场比较强,有的磁场比较弱,都是有磁场的,磁场最弱的行星是金星。
第2个回答  2021-03-14
如果一颗行星中没有磁场,那么就说明这其中就不能通过无线电波去传递信号。
第3个回答  2021-03-14
如果一颗行星上面没有磁场,那么就没有方向的存在,所有人不能通过仪器或者其他设备来指明方向。
第4个回答  2021-03-28

如果一颗星球没有磁场,那它就不适宜人类居住吗?

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