一颗地球大小的行星围绕着离我们太阳系最近的恒星——比邻星运行,距离我们仅有宇宙中的一小步之遥。
自从2016年发现这颗系外行星——即比邻星b——以来,人们一直在想它是否能够维持生命。
现在,研究人员使用类似于地球气候变化研究的计算机模型发现,在广泛的条件下,比邻星b行星表面可以存在大面积的液态水,这可能会提高其孕育生命的可能性。[人类尚未发现外星人的9个奇怪的科学理由]
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“我们的模拟传达的主要信息是,这颗行星很有可能适合居住,”纽约市美国宇航局戈达德空间研究所的行星科学家安东尼·德尔·杰尼奥说。德尔·杰尼奥也是一篇描述这项新研究的论文的第一作者,该论文于9月5日发表在《天体生物学》杂志上。
比邻星是一颗小型、低温的红矮星,距离太阳仅4.2光年。尽管距离很近,但科学家对比邻星的行星伴侣知之甚少,只知道它的质量至少是地球的1.3倍,并且每11天绕其母星一周。因此,德尔·杰尼奥和他的同事们不得不对比邻星b行星做出一些合理的猜测——即它的大气层和表面有海洋——他们的工作才能进行下去。
比邻星b行星在其恒星的宜居带内运行,这意味着它与恒星的距离恰到好处,可以接收到足够多的星光,使其表面温度保持在水的冰点之上。但这个区域非常靠近恒星,《Space.com》(Live Science的姊妹网站)报道称。因此,这颗行星很可能由于引力而成为潮汐锁定。这意味着比邻星b行星的同一侧始终面对其母星,就像月球始终以同一面朝向地球一样。
先前发表在2016年《天文学与天体物理学》杂志上的一篇论文中的模拟,对比邻星b行星的假想大气层进行了建模,并表明这颗系外行星朝向恒星的半球可能会在强烈的眩光下被烤焦,而朝向太空的海洋将被冻结。因此,比邻星b行星上可能只存在一圈温暖的海洋——德尔·杰尼奥的团队称之为“眼球地球”的场景。
但新的模拟比之前的模拟更全面;它们还包括一个动态循环的海洋,它可以非常有效地将热量从系外行星的一侧转移到另一侧。在研究人员的发现中,大气和海洋的运动相结合,以至于“即使夜晚的一侧永远看不到任何星光,但在赤道区域周围仍然维持着一条液态水带,”德尔·杰尼奥告诉Live Science。
他将这种热量循环比作我们地球的沿海气候。他说,美国东海岸比原本更温暖,因为墨西哥湾暖流将热带的温暖海水带上来。相比之下,在加利福尼亚,洋流将来自北方的冷水带下来,西海岸比原本更冷,德尔·杰尼奥补充道。
该团队总共运行了18个独立的模拟情景,研究了巨型大陆、稀薄大气层、不同大气成分甚至全球海洋盐度变化的影响。在几乎所有的模型中,比邻星b行星最终都拥有在至少部分表面持续存在的开放海洋。
“行星上液态水所占的比例越大,如果那里存在生命,我们用未来的望远镜找到生命证据的可能性就越大,”德尔·杰尼奥说。
美国宇航局戈达德太空飞行中心(位于马里兰州格林belt)的地球科学家拉维·科帕拉普(Ravi Kopparapu)也同意这一观点,他没有参与这项研究。
“我认为令人兴奋的是,其中一些气候结果是可以观察到的,”科帕拉普告诉Live Science。他补充说,下一代设施,如目前正在智利建造的极大望远镜,可能能够观测到来自比邻星b行星的热量,并区分其可能的表面条件。
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