如果小行星带形成了一颗超级地球 会发生什么？
一项新的研究表明，微小的变化是可以控制的，但一颗巨大的超级地球可能会让我们的星球无法居住--这为我们太阳系以外可能（或不可能）存在生命的地方提供了线索。24 岁的艾米丽-辛普森（Emily Simpson）从 10 岁起就对太空着迷，当时她在天文馆庆祝了自己的生日。 现在，她是佛罗里达理工学院的应届毕业生，获得了行星科学和天文学与天体物理学双学位，并发表了研究论文。
她的研究探索了太阳系的另一个版本，即在火星和木星之间形成一颗行星，而不是小行星带。
她的研究题为"火星和木星之间的行星如何影响内太阳系？ 对轨道运动、斜度和偏心率的影响"的研究报告发表在太阳系研究领域的权威期刊《流星》（Icarus）上。 这项研究是她与导师、行星科学助理教授霍华德-陈（Howard Chen）合作完成的，研究利用三维模型模拟了如果一颗质量至少是地球两倍的超级地球代替小行星带形成，太阳系的结构可能会发生怎样不同的演变。
辛普森问道："如果小行星带没有形成今天的小行星环，而是在火星和木星之间形成了一颗行星，会怎么样？这会如何影响内行星，因此金星、地球和火星，特别是火星？"
陈说，自从1992年发现第一颗系外行星以来，研究人员一直在想，太阳系--一群围绕恒星运行的行星有多常见，以及其中有多少行星系统像我们的太阳系一样。 他说，我们的太阳系是罕见的；大多数行星系统都比我们的太阳系更紧凑，而且许多系统都包含超级地球。
研究人员说，了解如果火星对面有一颗超级地球，太阳系内行星--水星、金星、地球和火星的宜居性将会发生怎样的变化，有助于指导天体生物学家对哪些行星系统可能支持生命的研究。
辛普森在研究中提出了五种不同的潜在行星质量，从地球质量的1%到10个地球质量不等。 针对每种质量，她都模拟了 200 万年的轨道，以找出每种质量的行星会对我们的太阳系产生什么样的建筑影响。 她追踪了其他行星的倾角（行星在其轴线上的倾斜程度）和偏心率（行星轨道偏离真正圆的程度）的变化。
倾角影响每个季节的温度强度：倾角越大，温度越高；倾角越小，温度越低。 偏心率决定每个季节的长度：偏心率越低，四季的长度越相近；偏心率越高，每个季节的天数越不平衡。
辛普森和陈发现，质量较低的模拟对内行星的宜居性影响较小。 辛普森说，他们发现斜度发生了一些变化--火星"摇摆"得更厉害了--但总体而言，内太阳系仍然适合居住。
"如果是一两个地球质量的行星，这仍然是一颗相当大的行星，那么我们的内太阳系仍然相当不错。 我们可能会经历稍微炎热的夏天或寒冷的冬天，因为有这种倾斜度的摇摆，但我们仍然可以过我们的生活，"陈解释说。
然而，质量更大的行星会给系统结构带来更多有害的变化。 辛普森在模拟一颗十倍于地球质量的行星时发现，内行星出现了高斜度和高偏心率，导致了危险的季节温差。 这种质量甚至可能使地球轨道更接近金星，并超出了它目前所处的宜居带。
那么，这对寻找地球以外的生命意味着什么？虽然只是假设，但这些观测结果可以帮助天体生物学家预测生命可能在行星系中生存的方式和地点。 这项研究还提供了一个概念，即在扼杀周围生命的可能性之前，超级地球能有多大。
辛普森说："如果我们发现了一个类似太阳系的系统，但其历史略有不同--那里没有自然带，而是有一颗行星--那么这个行星系统的内部区域是否仍然适合生命生存呢？ 答案是这取决于行星有多大，如果它的质量太大，那很可能会给其轨道上的行星带来灭顶之灾"。
编译自/scitechdaily
