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离地球最近的系外行星可能高度适宜居住?

2018-09-15 04:31

一颗地球大小的行星围绕着离太阳最近的恒星比邻星(Proxima Centauri)运行。自从2016年发现了这颗被称为比邻星b的系外行星以来,人们就开始怀疑它是否有能力维持生命。现在,研究人员利用与地球气候变化研究类似的计算机模型发现,在广泛的条件下,比邻星b可以在其表面维持巨大的液态水区域,这可能会提高其容纳生物的前景。纽约市美国宇航局戈达德太空研究所的行星科学家论文的第一作者安东尼德尔格尼奥(Anthony Del Genio)说:从模拟得到的主要信息是,这颗行星很有可能适合居住,研究发表在《天体生物学》(Astrobiology)上。

博科园-科学科普:比邻星是一颗很小的冷红矮星,距离太阳只有4.2光年。尽管比邻星离地球很近,但科学家对比邻星的行星伴侣了解甚少,此外,比邻星的质量至少是地球的1.3倍,每11天绕母星一圈。因此,研究人员不得不对太阳系外行星比邻星b进行一些合理的猜测(也就是说,它的表面有大气层和海洋)。比邻星b的轨道位于其恒星宜居带,这意味着它的距离刚好能接收到足够星光,使其表面温度保持在水温以上。这一区域与“恒星”太空网非常接近。所以这颗行星很有可能因为重力而被潮汐锁定。

这意味着比邻星b的同一面总是面对着母星,就像月亮总是向地球展示著同一面一样。在2016年发表在《天文学与天体物理学》上的一篇论文中,先前的模拟模拟了半人马座比邻星b上的一种假想大气,并提出这颗系外行星的朝向恒星半球可能会在强烈的强光下炙烤,而朝向太空的海洋则会被冻结。因此,比邻星b上可能只存在一圈温暖的海洋——德尔格尼奥团队称之为“眼球地球”。但是新的模拟比以前更全面,还包括一个动态、循环的海洋,能够非常有效地将热量从系外行星的一边传递到另一边。在研究人员发现中,大气和海洋的运动结合在一起,所以即使夜晚的一面从来没有看到过星光,在赤道附近仍然有一圈液态水。

这是比邻星b (Proxima Centarui b)艺术图,比邻星是一颗新发现地球大小的行星,距地球仅4光年。目前尚不清楚宇宙中是否存在智慧生命,但在各自恒星的宜居地带,人们仍在继续寻找与地球大小相当的行星。图片:NASA

研究人员把这种热循环比作地球上的海边气候,美国东海岸比其他地方更温和,因为墨西哥湾暖流从热带带了上来。与此形成对比的是,加州的洋流从北部带来冷水,而西海岸则比其他地区更冷。研究小组总共运行了18个不同的模拟场景,观察了巨大的大陆、稀薄的大气、不同的大气成分,甚至全球海洋中的盐含量的变化。在几乎所有的模型中,Proxima Centauri b最终形成了开放的海洋,至少在其表面的某些部分持续存在。液态水在地球上所占的比例越大,如果那里有生命存在的可能性就越大,可以用未来的望远镜找到生命存在的证据。

博科园-科学科普|Adam Mann/Live Science

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