流浪行星的系外卫星也可以拥有液态水

没有母星的行星的卫星可以拥有大气层并保留液态水。 德国慕尼黑大学（Ludwig Maximilian University of Munich）的天体物理学家计算出，这样的系统可以容纳足够的水来使维持生命的存在。水使地球上的生命成为可能，并且对于地球上生命系统的持续存在是必不可少。 这就解释了为什么科学家一直在寻找宇宙中其它固态天体存在水的证据。 到目前为止，还没有直接证明地球以外行星上存在液态水。 然而，有迹象显示，我们太阳系外围的几颗卫星，土星的土卫二和木星的三颗卫星（木卫二、木卫三和木卫四）可能拥有地下海洋。 那么，在太阳系以外行星的卫星上探测水的前景如何？

通过与智利康塞西翁大学（University of Concepción）的同事合作，慕尼黑大学物理学家芭芭拉·埃尔科拉诺（Barbara Ercolano）教授和托马索·格拉西（Tommaso Grassi）博士现已使用数学方法对大气和气相进行建模围绕流浪行星 （free-floating planet） 运行的月球化学。 流浪行星是一颗与恒星无关的行星。

流浪行星之所以引起人们的兴趣，主要是因为有证据表明它们中有很多。 据保守估计，我们至少银河系主机许多木星大小的行星的孤儿，因为有明星-和银河系本身是家庭超过100十亿颗恒星。

Ercolano 和 Grassi 使用计算机模型来模拟与地球相同大小的系外卫星在流浪行星轨道上的大气热结构。 他们的结果表明，月球表面存在的水量将比地球海洋总体积小10，000倍，但比地球大气中的水量大100倍。 这足以使生命进化和繁荣。

推导出此估计值的模型由一个地球大小的卫星和一个木星大小的流浪行星组成。 这样一个附近没有恒星伴星的系统，预计将是黑暗和寒冷的。 与我们的太阳系不同，没有中央恒星可以作为驱动化学反应的可靠能源。

相反，在研究人员的模型中，宇宙射线提供了将分子氢和二氧化碳转化为水和其他产品所必需的化学驱动力。 为了保持系统的运转，作者将地球在月球上施加的潮汐力作为热源——假设二氧化碳占月球大气的 90%，由此产生的温室效应将有效地保留大部分月球上产生的热量。 总之，这些能源足以使水保持液态。

【图、文：节译自德国慕尼黑大学2021年6月9日新闻公布】研究全文刊登在2021年6月8日出版的《国际天体生物学
报》