为什么几十亿颗地外行星突然看起来更适合生命存在了？

围绕红矮星运行的行星

如果你在寻找能够支持生命的类地行星，最好的方法可能不是先寻找与太阳非常相似的恒星，而是更小、更冷的恒星——橙色和红矮星。一般来说，在这样的恒星系统中会有更多与地球大小相似的行星，毫无疑问，这样的恒星系统数量也是最多的。宇宙中超过75%的恒星都是这样的恒星，几乎每颗红矮星都至少有一颗外星行星。

然而，这种方法可能有一个致命的缺陷:当围绕这些恒星运行的系外行星与恒星保持适当的距离以确保液态水的存在时，天文学家通常会遇到一个被称为“自旋锁”的问题。正如月亮总是面向地球的同一边，这些系外行星也总是面向围绕它的同一边的恒星。这将使这些外星行星的一边像沙漠一样热，而另一边像北极一样冷，这使得它们极不可能适合生命存在。

但是现在有一些好消息。一群天体物理学家声称这种观点可能是错误的——旋转锁定不是这些行星必须遵循的规则。正如他们在《科学》杂志上写的那样，只要有一个大气层(甚至和地球大气层一样薄)，它就能打破自转锁定，变得适合生存。领导该小组的多伦多大学理论天体物理学家杰里米·莱康特说，这一发现意味着，已经发现的大量类地行星可能比我们想象的更适合居住。他说，“有海洋的行星的气候可能比我们想象的更接近地球的气候。”

那么，大气是如何让行星运动得更快的呢？天文学家杰夫·库格林没有参与这项研究，他解释道:“在地球上，来自太阳的光驱动着大气中的天气变化。这些天气变化会以风的形式不断推动地球——例如，风会吹向山脉并形成波浪。这些摩擦力会影响地球的旋转速度，使它旋转得更快或更慢。”

天体物理学家早就知道这一点。然而，库格林说，科学家们还认为，大气层必须有一个非常大、不可思议甚至荒谬的数量，才能对锁定行星的旋转速度产生足够的影响。以金星为例。离太阳足够远，可以上锁。这个地狱般的行星的旋转速度只是比锁定的速度快一点点(它旋转非常慢，一个金星日等于243个地球日)。金星有很多大气层——它的密度大约是地球大气层的90倍。

在太阳系边缘发现的红矮星

但是当莱康特和他的团队建立并运行第一个计算机模型来模拟太阳系外行星的大气如何影响其自转时，他们有了一些令人惊讶的发现。事实上，大气层越薄，对地球转速的影响就越大。这可能与我们的直觉相反，但原因似乎很简单——大气越稀薄，恒星散射的光越少。当恒星的光没有散射地穿过行星的大气层时，额外的热量将形成更强的大气潮汐(大气的膨胀有点像海水的涨潮)，从而将行星的表面向外拉，使行星旋转得更快。

Leconte的团队利用这一模型发现，地球大小的行星，如果它们的大气层与地球大气层相似，很可能围绕着橙色矮星和一些红色矮星旋转。即使恒星更小，也有可能。只要行星的大小合适，大气层的厚度也是合适的。如果金星的大气与地球的大气相似——也就是说，它的密度比现在的大气密度低90%——它的旋转速度将是今天的10倍。

库格林说，“我们正在寻找越来越多的方法来使矮星周围的行星非常适合生命。”但这还不是全部。他说，“当我们假设哪种行星适合生命存在时，我们真的不应该如此狭隘地思考。”他说，即使行星被锁定旋转，也不一定不适合生命——强风可能有助于平衡双方的温度。

他说，“每次我们对可居住性做出简单的假设时，我们都会发现一些新的方法来使这些假设不适用。”

(原文转载自popularmechanics.com，原作者:威廉·赫克维茨，蝌蚪王编译。请注明转载来源。)