令人惊讶的是,具备生命所需稳定条件的环境可以存在于离任何恒星极远的地方。LMU(慕尼黑大学)卓越集群 ORIGINS 与 Max Planck 外星物理研究所 (MPE) 的研究团队已证明,漂浮行星的卫星可以利用致密的氢气层与潮汐加热机制,让其海洋保持液态,最长可达 43 亿年——几乎与地球存在的时间.idx几乎相等,为复杂生命的出现提供了足够的时间窗口。

图:AI制作示意图
行星系统的诞生与漂浮行星行星系统往往在不稳定的条件下形成。若年轻行星相互靠得太近,它们会将彼此甩出原有轨道,形成 自由漂浮行星 (FFPs),在银河系中无父星漂泊。LMU 物理学家 Giulia Roccetti 博士 的早期研究已显示,这类被抛出的气态巨行星并不一定会在过程中失去所有卫星。该最新研究2026年已发表在《月刊天体物理学社》 (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 上。
潮汐加热保持海洋液态然而,抛射动作会改变卫星的轨道。卫星轨道变得极度椭圆,导致它们与行星之间的距离不断变化。随之而来的潮汐力以节律方式变形卫星,压缩其内部并通过摩擦产生热量。潮汐加热足以维持卫星表面海洋的液态——即便没有恒星能量,且在星际空间的寒冷中亦然。
氢气层的热量保留作用大气层决定热量是否被保留在表面。地球上,二氧化碳是有效的温室气体。早期研究表明,二氧化碳可在系外卫星上维持生命友好条件,最长可达 16 亿年。但在漂浮系统极低的温度下,二氧化碳会凝结,失去保护效应,热量因此逸散。
鉴于此,来自天体物理、生物物理学与天体化学等多学科团队研究了氢气丰富的大气层作为替代热量保留层。虽然分子氢对红外辐射大多透明,但在高压条件下会产生碰撞诱导吸收(collision‑induced absorption)这一关键物理效应:碰撞中的氢分子会短暂地形成复合物,能够吸收热辐射并将其留在大气中。与此同时,氢气在极低温度下仍保持稳定。
与早期地球的相似之处该研究为生命起源提供了新线索。
“我们与 Braun 教授团队的合作帮助我们认识到,生命的摇篮并不一定需要太阳,”LMU 博士研究员 David Dahlbüdding(本研究的首席作者)指出。“我们发现这些遥远卫星与早期地球之间存在明确联系:在小行星撞击产生高浓度氢气的情境下,可能形成了适合生命诞生的条件。”
潮汐力不仅提供热量,还能驱动化学进化过程。周期性的形变产生局部的干湿循环:水蒸发后再次凝结。此类循环被认为是复杂分子形成的重要机制,可能促进生命出现的关键步骤。
星际空间中适合生命的卫星人们认为漂浮行星相当普遍。根据估计,银河系中这类“游牧”行星的数量可能与恒星数量相当。它们的卫星可在长时间内提供稳定的栖息环境。该新发现因此可能大大扩展可承载生命的环境谱系,表明即使在银河系最黑暗、最寒冷的地区,生命也有可能诞生并长期存续。
勇编撰自论文"Habitability of Tidally Heated H2-Dominated Exomoons around Free-Floating Planets".Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.2026相关信息,文中配图若未特别标注出处,均来源于自绘或公开图库。