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“空调”体系或使被恒星潮汐锁定的系外行星具有宜居性

2016-07-20 15:43  来源:历史网
  据国外媒体报道,众所周知,液态水对生命进化至关重要。因此,在找寻地球2.0的过程中,发现拥有液态水的系外行星是天文学界的梦想。当在寻找这样的行星时,我们需要探寻在宜居带运行的系外行星,即离主恒星的距离恰到好处,既不会太热也不会太冷,以满足液态水存在的条件。我们该在哪里寻找这些特殊的系外行星?天文学家认为真正宜居的系外行星不会在类太阳恒星周围发现,而很可能是在红矮星周围。银河系中存在着大量这样的小恒星,因此很有可能在它们周围探测到宜居星球。 “空调”体系或使被恒星潮汐锁定的系外行星具有宜居性   由于红矮星的温度比类太阳恒星的温度更低,可能的宜居星球必须得近距离围绕其运转才能维持液态水的状态。那么问题就来了,有这样短周期轨道的系外行星通常都存在“潮汐锁定”现象,使一边半球始终面对着恒星,一半是极昼,一半是极夜。这样的两极分化现象对一些天文学家来说是巨大的挑战:星球的一边永远炽热,另一边永远冰冷并不适合生命存在。但在这份新的研究中,这些问题可能都不复存在。   由于行星表面和大气层的相互作用,这些潮汐锁定的星球可能会产生天然空调体系来平衡行星的气温,从而创造出适宜的大气。鲁汶大学的天文学家Ludmila Carone表示,我们建立了许多电脑模型来测试这些相互作用。在理想情况下,冷空气从极夜半球流动到极昼半球,并在极昼半球逐渐被恒星加热,热空气上升到上层大气,随后又流动至极夜半球。   然而,这个“理想情况”会被赤道附近上层大气的强气流所干扰,阻拦高纬度的热气流从极昼半球飘向极夜半球。不过,在模拟表面具有高摩擦力大气的岩质行星时,情况就变了。Carone团队模拟了两种情况:具有与地球相似的地表大气摩擦力,及摩擦力是地球的十倍。在后一种情况中没有形成强气流,使气流交换能有效进行,平衡了大气温度,更具宜居性。   Carone表示,我们的模拟显示出地表与下层大气之间的摩擦力能够抑制这些强气流,即使摩擦力很大,这个“空调”体系依然有效。对处于红矮星附近狭小宜居带的系外行星来说,地表需要对大气造成比地球更多的摩擦力以建立空气循环系统,这也许意味着这些可能的宜居星球需要覆盖着山地地形来影响大气流通。综上,我们在追寻宜居星球时,不能排除这些潮汐锁定的系外行星,在正确的条件下它们也会存在适宜的大气环境。
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