“流浪行星”的卫星能长久维持“液态海洋”
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科技日报北京3月19日电 （记者张梦然）据美国科学促进会优睿科官网发表的最新研究表明，围绕自由漂浮的“流浪行星”运行的卫星，若拥有浓密的氢气大气层，其表面的液态海洋可稳定存在长达43亿年之久。这一时间跨度几乎与地球年龄相当，足以让复杂生命得以演化。该发现由德国慕尼黑大学ORIGINS卓越集群和马克斯·普朗克地外物理研究所的研究团队共同完成，显著拓宽了宇宙中潜在宜居环境的探测范围。
图片来源：AI生成 行星系统在形成初期常处于不稳定状态。当年轻行星距离过近时，引力扰动可能导致某些行星被抛射出原有轨道，成为在银河系中游荡的自由漂浮行星。此前研究认为，被抛射的气态巨行星有可能保留其卫星。然而，离开恒星后，卫星的热源成为关键问题。
研究团队指出，卫星被抛射后，其轨道会变为高度椭圆形，导致与行星的距离持续变化。由此产生的强大潮汐力会周期性地拉伸和挤压卫星内部，通过摩擦产生热量。这种潮汐加热效应足以在卫星内部或表面维持一个液态海洋，即使它身处远离任何恒星的寒冷星际空间。
大气成分是维持地表适宜温度的另一关键。在自由漂浮行星系统的极端低温下，常见的温室气体如二氧化碳会凝结并失效。研究团队将目光投向了氢气。在高压环境下，氢分子碰撞时会形成短暂的复合物，这一过程被称为“碰撞诱导吸收”，能够有效捕获热辐射，形成一个稳定的隔热层。同时，氢气在极低温下也能保持气态，不会凝结。
这一发现也与地球生命的起源环境产生了有趣关联。研究团队认为，这些遥远卫星的环境可能与早期地球存在相似之处。当时地球大气中可能也含有较高浓度的氢气，为生命的诞生提供了条件。此外，潮汐力引起的周期性形变可能驱动局部的干湿循环，这类过程被认为是促进复杂有机分子形成的关键机制。
据估算，银河系中自由漂浮行星的数量可能与恒星数量相当。这项研究意味着，即使在没有恒星照耀的银河系黑暗区域，生命也可能在那些拥有氢气大气层和潮汐加热的卫星上出现并长久延续。寻找此类宜居世界，将成为未来系外生命探测的一个重要新方向。
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