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英国《自然·通讯》杂志:大气矿尘会提高系外行星的潜在宜居性

英国《自然·通讯》杂志:大气矿尘会提高系外行星的潜在宜居性(Credit: Denis Sergeev/ University of Exeter)

英国《自然·通讯》杂志:大气矿尘会提高系外行星的潜在宜居性(Credit: Denis Sergeev/ University of Exeter

示意图显示了矿尘对行星气候的影响。图片来源:《自然·通讯》在线版

示意图显示了矿尘对行星气候的影响。图片来源:《自然·通讯》在线版

(神秘的地球uux.cn报道)据科技日报(张梦然):英国《自然·通讯》杂志9日发表的一项天文学研究,大气矿尘对类地行星的宜居性产生重大影响——会提高系外行星的潜在宜居性。这项发现意味着未来对系外行星解读结果将有所改变,当研究类地系外行星时,必须要考虑矿尘的潜在影响。

所谓“宜居带”,指的是恒星周围存在一个表面可能有液态水的类地行星的区域,因此它是搜索地外生命的重点目标。而位于“宜居带”的行星也意味着是适宜人类生存的行星,科学家一直在试图寻找到这样的星球。

在过去20年里,已有数以千计的系外行星被发现,它们通常距离自己的恒星太远或太近,导致温度不是太热就是太冷;少数位于“宜居带”的行星,又很难拥有液态水以及像地球一样的自然环境。

现在科学家们认为,一颗星球的宜居性也取决于该行星大气的组成。而矿尘——行星表面的碳—硅酸盐物质很可能影响气候系统,但是在此之前,在构建系外行星的气候模型时一直被忽略了。

鉴于此,英国气象局科学家伊安·波特尔及其同事通过模拟方式,首次揭示了大气矿尘如何对类地系外行星的宜居性产生重大影响。他们发现在潮汐锁定的行星上(始终以同一面朝向恒星),矿尘会使行星的阳面降温,使阴面升温,从而扩大了这类行星的宜居带范围。他们认为矿尘可以减缓宜居带内缘行星的水流失,也可以温暖宜居带外缘的行星。

通过模拟系外行星的透射光谱,研究团队还发现,矿尘会模糊关键生物标志物(如水蒸气和氧气)的存在,这说明,未来在解读有关系外行星宜居性的观测结果时,必须将这一点考虑在内。而只有人们对系外行星大气的物理、化学和动力学性质有了进一步认识,才能真正了解系外行星的气候环境和系外生命存在的可能性。

相关报道:研究称大气中有大量尘埃的系外行星更有可能支持生命的存在

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:外媒BGR报道,在宇宙中寻找外星生命的迹象是很困难的,天文学家在探测那些遥远世界的潜在生命时仍然面临着巨大的挑战。天文学家可以从远处了解到很多关于一颗行星的信息,包括它的类型、它与宿主恒星的距离(从而估计它的表面温度),有时甚至可以了解到它是否有大气层。现在研究人员提出,如果人类真的想在其他世界上找到外星生命,还应该关注一件事:大气中的尘埃。

这项发表在《自然-通讯》杂志上的研究表明,大气层中含有尘埃的行星可能具有更高的宜居性概率,因此更有机会支持现有的生命。他们的推理相当简单,由于漂浮在高空的微小颗粒的绝缘性,尘埃世界可能具有更大的温度稳定性。

地球在围绕太阳运行时会自转,但天文学家发现的许多系外行星的行为并不一样。其中许多行星被潮汐锁定,这意味着行星的一侧总是面向恒星。这些行星被认为对生命并不友好。因为面向恒星的一面通常是炙热的,而黑暗的一面则是难以置信的寒冷。拥有大量尘埃的大气层可以让这些世界变得更舒适一些。

“在地球和火星上,尘暴对地表既有降温作用,也有升温作用,降温作用通常会胜出。但这些‘同步轨道’行星却截然不同,”该研究的主要作者Ian Boutle博士在一份声明中说。“在这里,这些行星的暗面处于永夜,变暖效应胜出,而在永昼面,冷却效应胜出。这种效应是为了缓和极端温度,从而使行星更适合居住。”

科学家们进行了多次模拟,以更好地了解尘埃大气如何影响一颗被锁定在与恒星同步轨道上的行星的气候。他们发现,尘埃对宜居性有利,但也带来了能见度方面的问题。当然,发现一颗周围有尘埃的行星可能意味着它支持生命,但这让确认生命的存在更加困难。根据尘埃的密度,它可能会遮挡天文学家对行星的观察,并使当前和未来的望远镜无法探测到行星表面的任何东西。




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