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系外行星能否出现生命 拥有“空调系统”很重要

科普小知识2022-07-10 18:27:17
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科学家的最新研究发现,一种处于潮汐锁定状态的系外行星有一个“自然空调”,它能有效地中和两个半球大气温度的巨大差异,使该行星具备孕育生命的条件。

腾讯太空新闻根据美国太空网站的一份报告,科学家的最新研究表明,围绕红矮星运行的潮汐锁定行星有一个“空调系统”,可以有效地调节两个半球之间的温差,有可能使生命成为可能。

液态水是生命进化和形成的必要条件。因此,我们一直在寻找地球2.0行星,用液态水寻找岩石行星已经成为天文学家和天体生物学家探索外星生命的重要判断依据。这种类地行星应该位于恒星的可居住区,与恒星保持适当的距离,不太热也不太冷,并能维持液态水。

哪里有如此特殊的系外行星?天文学家认为,这样一颗可居住的行星不能围绕类太阳恒星运行,而是红矮星。较小的红矮星是银河系中最常见的恒星,所以我们可以更好地探测到它们周围适合居住的行星。

通常,红矮星的温度低于类太阳恒星,是潜在的宜居行星。它们的轨道非常接近恒星,因此获得热量来维持地表水资源的液态。然而,这些条件也成为一个问题。在狭窄轨道上的地外行星将会被潮汐锁定,因此一个半球将永远面对恒星,在恒星持续的光照下,而另一个半球将永远处于黑暗之中。

这种“阴阳行星”限制了宜居的生活条件。地球的一边总是“阳光明媚”,而另一边却永远“黑暗而寒冷”,这严重限制了地球可持续的生命生存。然而,最新的研究表明情况并非如此。基于行星表面和大气之间的相互作用,这个潮汐锁定的行星有一个自然的“空调系统”,可以平衡整个行星的温度,创造一个适合生命居住的大气。

比利时卢万大学的天文学家勒德米拉·卡隆说:“我们用数百台计算机组成一个计算模型,来探测行星表面和大气之间的相互作用。在理想情况下,冷空气流从“黑暗半球”转移到“阳光半球”。在恒星光的照射下,空气流逐渐变热,热空气流上升到大气层的顶部,然后又被转移到‘黑暗半球’然而,这种理想的情况被地球赤道顶部大气中的强气流所阻挡。强大的气流将阻挡从太阳半球到黑暗半球的高空热气流,这意味着两个半球的气流很少循环,太阳半球一直处于烘烤状态,黑暗半球又黑又冷。

然而,当岩石系统的外行星表面在大气中产生高摩擦效应时,情况就会改变。卡伦的研究小组模拟了外行星表面的大气摩擦,并将其与地球进行了比较。结果表明,摩擦力是地球的10倍以上。因此,这些系外行星不会形成强大的气流,这可以实现从一侧到另一侧的有效气流过渡,从而调节大气温度。这种自然的“空调系统”效应平衡了地球的大气温度,使其更加适宜居住。

卡隆强调,因此,我们应该继续寻找真正的可居住行星,不应该忽视潮汐锁定的系外行星。如果条件允许,这样的行星存在于可居住的大气中。(闲适/编译)

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