科学|木星的巨大引力能够帮助我们探索外星世界 |

除了考虑恒星距离液态水源的距离是否合适，想要找到一个适合人类居住的太阳系之外的星球还有很多问题。例如，这个行星像地球、火星或是金星一样是岩石行星吗？它也适用板块构造理论、也有磁场吗？它也有大气层吗？
还有另一个重要问题：世界是否正受到围绕同一恒星运行的其他系外在轨行星的不利影响？为了更好地理解这一问题，天文学家们正在研究气态巨星木星的巨大引力对地球运行轨道的影响。
这一策略已经在一部被天文学期刊认可的新文献上做了大致规划，也已经上传到了arXiv上。

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尽管太阳系里的行星已经相距很遥远了，但这也足够靠近以影响互相的轨道，当然是程度轻微地。
对于地球来说，那意味着与木星和土星之间的相互作用会加长它轨道的椭圆形，并且影响它的轴向倾斜，创造出冰川和间冰期气候循环，也被称为米兰科维奇循环。
总的来说，虽然出现冰河时期灭绝事件，但这并没有阻止生命的繁荣发展。但是，如果木星的影响更加强烈，地球的轨道变得更加长、更加偏离圆心呢？这对地球的宜居性来说意味着什么？
“如果地球的轨道和太阳系里水星的轨道一样多变，那么地球就不会是宜居的，生命不会在这里发源。 ” 南昆士兰大学的天文学家琼蒂对科学警报如此解释。
“水星的偏心率能够高达0.45 。如果地球的偏心率达到那么高，那么地球在最靠近太阳时可以比金星更加靠近太阳，也可以在最远点时和火星一样远离太阳。 ”

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但木星能否产生如此巨大的变化还是个未知数，所以霍纳和一支由同事组成的国际团队开启了一个项目来做研究。他们精心制作了太阳系的仿真模型，让木星旋转，看会发生什么。
结果十分出人意料。团队发现他们的模型起作用了，他们能够运作系统模型来确定行星怎样用引力相互影响、怎样围绕恒星运转，并且能够根据我们对太阳系之于米兰科维奇周期影响的理解做出绘图。
但它们也显示出，事情会以多快的速度分崩离析。
“我们很快发现的是，事实上要使我们的太阳系变得不稳定十分容易。 ”霍纳告诉科学警报。
“在大约四分之三的模拟实验中，当我们旋转木星一圈，将它放置在一千万年之内时，太阳系崩坏了。行星开始互相撞击，脱离太阳系。 ”

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【科学|木星的巨大引力能够帮助我们探索外星世界】尽管那听上去有一点恐怖，但这结果并不是和太阳系外行星研究准确相关的，因为任何一个系外行星系统，当它存在得久到可以被我们探测到，那么它极有可能是稳定的。
事实上，我们对外星世界的探寻有一些好消息，在团队完成的剩下四分之一的仿真实验中，地球是非常正常、宜居的。
研究员说这和稀土假说是矛盾的，稀土假说认为使地球上出现生命的环境条件是独一无二的，不可能在其他任何地方复制出这种环境条件。
“地球几乎是处在中间地带的强大存在，它不快也不慢，不大也不小，它确实很均衡。 ”霍纳说。

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“这表明，至少对于这种轨道影响、轨道扰动，大多数在我们模拟的系统中位于地球轨道上的行星，也像地球一样适合生命，即使从周期性（气候）振荡的角度来看不是更好的。 ”
这些观测都很重要，因为研究的最终目标就是设计一个测试，来缩小值得长远观察的系外行星的范围。分页标题
在未来的某个节点，我们的技术设备将足够精密，能够在可居住范围内探测到许多更小的、地球大小的系外行星。但由于望远镜时间有限、需求量很大，我们需要找到其他能够用来评估特定系外行星是否值得长远研究的方法。
一种方法就是检查围绕同一颗恒星运行的其他任何系外行星对潜在可居住性的影响。

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“我们从来就没打算找出一个只有一颗行星而没有其他行星的行星系统。 ”霍纳解释道。
这就是仿真实验发挥作用的地方，它们不止能帮忙确定系统的力学变化，还能确定长时间内有问题的系外行星仍然保持宜居的可能性。
这一团队的工作得到大规模应用之前还有一段时间。我们现在的器具设备还不够强大，无法探测到涉及的系外行星。随着更先进的望远镜飞向天空，这种情况将在未来10年得到改变。
那也意味着有更多工作需要处理。这一团队希望他们的工作意味着，当宜居的系外行星探测大规模开展时，行星天文学家可以通过模拟运行到达地面。这是指，仿真实验需要接受调整，便于观察当你绕着其他太阳系行星移动时会发生什么，例如金星、火星、土星。

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“我想那种程度的复杂性，将是我们要深入研究的。 ”霍纳说。
“接下来，我们还将把这项工作与人们开发的气候模型联系起来，看看能否将其转化为完全可预测的气候解决方案。 ”
“换句话说，如果你知道了行星的轨迹，你能预测接下来气候是如何多变而不只是预测轨道是如何多变吗？这是将气候科学和天文学以十分明智的方法结合到了一起。 ”
作者: MICHELLE STARR
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