大行星不一定意味着大卫星

艺术家绘制的一颗大型系外卫星围绕一颗大型系外行星运行的插图。致谢:uux.cn/美国国家航空航天局/欧空局/L .胡斯塔克

（神秘的地球uux.cn）据《今日宇宙》（劳伦斯·托格内蒂）：系外卫星的大小有助于确定它所环绕的系外行星上是否可能形成生命吗？这是2022年2月发表在《自然通讯》上的一项研究希望解决的问题，因为一组研究人员研究了大型系外卫星在大型系外行星（地球大小或更大）周围形成的可能性，就像我们的月球是如何在地球周围形成的一样。

尽管这项研究发表于近两年前，但它的发现仍然对寻找系外卫星有很大影响，因为天文学家尚未证实宇宙中任何地方都存在任何系外卫星。但是为什么更好地了解大型系外卫星围绕大型系外行星运行的潜力如此重要呢？

中岛美纪博士是罗切斯特大学物理学和天文学助理教授，也是这项研究的主要作者，他告诉《今日宇宙》，“对地球来说，月球在决定地球一天的长度、海洋潮汐和地球自转轴倾斜方面发挥着主要作用。这些是地球生命极其重要的参数。因此，了解一颗行星是否有卫星将有助于我们了解系外行星是否与地球相似。”

在这项研究中，研究人员使用了一系列计算机模型来模拟系外卫星如何在系外行星周围形成，其基础是目前公认的月球如何在地球周围形成的巨型撞击理论。研究人员使用各种条件进行了这些模拟，包括岩石和冰冷的系外行星，最大目标大小为六个地球质量，撞击体和目标的大小和大小比例，以及撞击体撞击目标的固定撞击速度和撞击角度。最后，模拟产生了一些关于系外卫星形成和演化的有趣结果。

“在我看来，最重要的结果是我们的研究为未来的系外月球观测做出了预测，”中岛博士告诉《今日宇宙》。“我们预测，相对较小的行星（《~ 1.6地球半径）是系外卫星的良好候选者。到目前为止，大多数系外卫星搜索都集中在较大的行星上。所以现在我们提议，未来的搜索应该转而关注这些较小的行星。”

如上所述，这项研究发表于近两年前，但其研究结果在假设系外卫星的存在和未来潜在发现方面仍然站得住脚，这可以帮助天文学家更好地了解寻找地球以外生命的必要条件。虽然地球的卫星是让生命在这个星球上茁壮成长的原因，但我们太阳系中较小的卫星已经证明，就允许生命在其表面或表面下茁壮成长而言，大小可能无关紧要。例子包括木星的冰卫星木卫二、土星最大的卫星土卫六和土星的冰卫星土卫二。鉴于这项研究的重点是围绕大型系外行星形成的系外卫星，无论其大小如何，系外卫星都能教会我们如何寻找地球以外的生命？

中岛博士告诉《今日宇宙》:“在我看来，一颗行星不一定要有一个大卫星才能在其表面容纳生命。”“然而，至少对地球来说，月球对地球上的生命起着至关重要的作用。因此，如果我们想找到第二个地球，一个拥有大卫星的行星将是一个很好的候选。我希望我们的研究有助于我们识别哪些行星可能拥有卫星。”

就这项研究发表后两年内可能发生的后续研究而言，中岛博士告诉《今日宇宙》，她和她的同事最近写了一篇关于地球的卫星可能是如何在不同的过程中形成的研究报告，该论文目前正在同行评议中。此外，中岛博士告诉《今日宇宙》，她目前正在参与美国国家航空航天局詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的提案，目标是识别围绕相对较小的系外行星运行的系外卫星。

这项2022年的研究和即将到来的JWST提议都强调了系外卫星如何成为寻找地球以外生命的最前沿，特别是太阳系以外的生命。尽管甚至一颗系外卫星的存在都尚未得到证实，但越来越多的系外卫星候选者已经引起了天文学家的关注，这些系外卫星候选者可能同时围绕木星和地球大小的世界运行。