大行星并不一定意味着大卫星

系外卫星的大小是否有助于确定生命是否可以在其绕轨道运行的系外行星上形成?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，一组研究人员调查了大型系外行星(地球大小和更大)周围形成大型系外卫星的可能性，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，但其研究结果对于寻找外卫星仍然很有说服力，因为天文学家尚未证实宇宙中任何地方存在任何外卫星。但为什么更好地了解围绕大型系外行星运行的大型系外卫星的潜力如此重要?

罗切斯特大学物理和天文学助理教授、该研究的主要作者中岛美纪博士告诉《今日宇宙》，“对于地球来说，月球在决定地球白天的长度方面发挥着重要作用，海洋潮汐、地球自转轴倾角。这些对于地球上的生命来说都是极其重要的参数。因此，了解一颗行星是否有月球将有助于我们了解一颗系外行星是否与地球相似。”

在这项研究中，研究人员使用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，该理论基于大撞击理论，该理论是目前公认的月球如何在地球周围形成的模型。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，最大目标尺寸为六个地球质量，撞击器和目标的尺寸和尺寸比，以及撞击器撞击的固定撞击速度和撞击角度目标。最后，模拟产生了一些与系外卫星的形成和演化有关的有趣结果。

“在我看来，最重要的结果是我们的研究对未来的系外卫星观测做出了预测，”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)是外卫星的良好候选者。到目前为止，大多数外卫星搜索都集中在较大的行星上。所以现在我们建议未来的搜索应该集中在这些较小的行星上。”

如前所述，这项研究发表于大约两年前，但其发现在关于系外卫星的存在和未来潜在发现的假设方面仍然站得住脚，这可以帮助天文学家更好地了解在地球以外寻找生命所需的条件。虽然地球的月球负责让生命在这个星球上繁衍生息，但整个太阳系中较小的卫星已经证明，对于生命在其表面或之下的潜在繁衍而言，尺寸可能并不重要。例如木星的冰卫星欧罗巴、土星最大的卫星泰坦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，系外卫星可以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，行星不一定要有大卫星才能在其表面存在生命。” “然而，至少对于地球来说，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，一颗拥有大月亮的行星将是一个很好的候选者。我希望我们的研究能够帮助我们确定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月球如何在不同过程下形成的研究，该论文目前正在接受同行评审。此外，中岛博士告诉《今日宇宙》，她目前正在参与美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的一项提案，目标是识别绕相对较小的系外行星运行的系外卫星。

这项 2022 年的研究和即将推出的 JWST 提案都强调了系外卫星如何成为寻找地球以外、特别是太阳系之外生命的前沿。虽然一颗外卫星的存在尚未得到证实，但越来越多的外卫星候选者已经引起了天文学家的关注，这些外卫星候选者可能围绕木星和地球大小的世界运行。