科学家揭示海冰流动如何影响太阳系外行星的宜居程度

2019-09-29 11:37:35来源:中国科学报  

但与地球不同的是,这些行星大多围着红矮星公转。这些红矮星质量比太阳小、温度比太阳低,对行星的“吸引力”较大。“因此这类行星受到的潮汐引力非常强,其轨道很容易进入潮汐锁相状

从开放海洋到冰雪世界的转换。图中白色表示冰雪,蓝色表示海洋。杨军供图

海冰流动(箭头)、海冰生长对应的放热(黄色)和海冰融化对应的吸热(蓝色)。

红色点为星下点位置,横轴为经度(0-360),纵轴为纬度(90S-90N)。杨军供图

人类一直寻找的地球“备胎”真能“上位”吗?一项最新的研究表明,“备胎”有可能变“雪球”。9月24日,北京大学物理学院助理教授杨军等人在《自然—天文学》发文,揭示了海冰流动如何影响太阳系外行星的宜居程度。

迄今为止,人们发现太阳系外的“疑似宜居行星”约有20颗,它们与地球大小相当、接收的恒星辐射与地球相近,且地表能以长期维持液态水的形式存在。这些因素是判断系外行星宜居与否的重要依据。

但与地球不同的是,这些行星大多围着红矮星公转。这些红矮星质量比太阳小、温度比太阳低,对行星的“吸引力”较大。“因此这类行星受到的潮汐引力非常强,其轨道很容易进入潮汐锁相状态。”杨军介绍。

何为潮汐锁相?即行星永远只有一半能接受到恒星的辐照辐射,而另一半则处于“永久黑夜”中。这将导致行星表面只有向阳面存在开放海洋,从而为光合作用生物提供理想生存环境。

但通过建立气候模型模拟,研究人员发现,行星上的海冰流动作用无法让开放海洋区域稳定存在:在背阳面生长的海冰被风和海流输送到向阳面,使得地表反照率升高,并且通过冰雪融化吸热导致地表温度不断降低,直到整片海洋都被冰雪覆盖。

“备胎上位”的问题还悬而未决。未来,研究者还将就系外行星上的海洋环流与冰川流动等问题展开研究。(任芳言)

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