Only Perception: 「地球／月球」行星系統有多普遍？

2011-09-19

「地球／月球」行星系統有多普遍？

How common are earth-moon planetary systems?
http://www.physorg.com/news/2011-09-common-earth-moon-planetary.html

September 18, 2011

瑞士蘇黎世大學的 Sebastian Elser、Prof. Ben Moore 以及 Dr. Joachim Stadel 與 NASA JPL Ryuji Morishima 的合作下，嘗試估計「地球／月球」行星系統有多麼常見。他們發現，在 12 個類地行星之中，或許有一個會擁有如月球般的衛星。月球也許在地球生命的歷史中扮演一種重要的角色，所以這項估計在搜尋適居行星時，是一重要考量。

在地球生命的演化與發展中，地球的月亮也許扮演一個重要的角色。月球是經由一次巨大衝擊而形成的，在其中一個火星大小的拋射物與年輕的地球相撞。噴出來的物質在環繞我們星球的軌道中累積，並形成月球。在月球形成後，它比今日更加接近地球，那導致每天數次高潮。這也許幫忙刺激非常早期的生命演化。此外，一個超過十億年的穩定氣候，對於維護適合生命的環境來說也許是一種保障。要不是它的衛星，地球將遭遇自轉軸方向的混亂變化，那將導致戲劇性的氣候轉變。

因此，考量到系外行星的適居性時，問這個問題很合理：「地球／月球」行星系統有多普遍？瑞士蘇黎世大學的 Sebastian Elser， Prof. Ben Moore 以及 Dr. Joachim Stadel 協同 NASA JPL 的 Ryuji Morishima 運行一大組 N-body 模擬，以研究岩石行星在我們太陽系中的形成。那在環繞太陽的盤狀物中，經由數千個小型岩石天體的碰撞生長而成。

他們在此過程中確認許多形成衛星的碰撞，並估計所生成伴侶的質量。此外他們將衛星的軌道演化納入考量，因為潮汐力會改變一個衛星的自轉與軌道，並導致它在絕大部分的極端例子中於數千年內消失。

最後，他們研究後續碰撞歷史，因為在衛星形成時代之後的巨大衝擊，對於衛星的存活將造成挑戰。他們發現，「地球／月球」行星系統的出現相對頻繁，在 12 個類地行星中，就會有一個行星擁有巨大的月亮。在研究中的不確定性導致 4 個當中出現 1 個，一直到 45 個當中出現 1 個。需要未來的研究以及更多 N-body 模擬才能獲得更精確的結果。

這項研究正在懷俄明州 Jackson 的 Extreme Solar Systems II 研討會中演示，並出現在 2011 年八月號的 Icarus 期刊中。

※ 相關報導：

＊ How common are Earth-Moon planetary systems?
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103511001989
http://arxiv.org/abs/1105.4616