比鄰星b被潮汐鎖定沒法宜居?科學家:超算模擬結果是這樣的

2020-12-03 猩猩科學頻道

大家好,我是小猩猩

鑑於地球是已知的生命星球,是一顆能夠發展出生機勃勃跡象的生命星球,所以,我們在尋找宜居行星、外星生命時,都會參考地球的環境條件。如宜居星球需要位於宜居地帶,這顆星球的自身環境要比較優越,溫度適宜、有大氣層、磁場、液態水等。由於孕育生命的條件極為苛刻,所以,很多系外行星都被排除在宜居行星之列以外。

當然,也有研究表明,某些行星是有可能具備孕育生命的潛力的,如離我們超過5500萬公裡遠的火星,離我們大約4.24光年遠的比鄰星b。當然,這些行星目前只是列為可能適宜孕育生命、可能存在生命的行星,暫時未確認這些行星是否和地球一樣存在生命。想在這些遙遠的行星上尋找外星生命,並不是一件容易的事情。我們對火星進行了幾十年的探索,至今都還沒確認火星是否存在生命。想確認比火星遠得多的系外行星是否存在生命,難度就更大了。雖然,我們暫時還沒辦法抵達比鄰星b進行抵近觀測,科學家還是有方法可以研究比鄰星b宜居的可能性的。

根據科學報告的資料,NASA氣候模擬中心(NCCS)擁有一臺超級計算機。這臺超級計算機是一個129000核基於Linux的處理器集群,每秒能夠執行6.8萬億次操作,其任務是運行複雜的氣候模型,以預測未來地球的氣候。簡單地說,這臺超級計算機就是用於模擬地球的氣候環境,當然,也可以用於模擬外星球的氣候環境。

比鄰星b,一顆與地球尺寸相當的類地行星,其質量大約為地球質量的1.3倍,所以如果當我們站在這顆系外行星表面,受到的重力其實和地球的重力差不多,對於人類的身體健康來說,起碼這一點是沒什麼影響的。當然,一顆行星是否宜居,並不僅僅考察它的重力,還需要考察很多方面的條件。

我們地球,環繞太陽公轉一周,大約需要365天,而比鄰星b環繞其主恆星公轉一周大約僅需要11.2天。公轉周期的長短,即是離主恆星距離遠近的體現。比鄰星b公轉周期很短,說明它離主恆星的距離很近。如果在我們太陽系內,公轉周期僅為十來天,意味著這顆行星的溫度很高,不可能適宜孕育生命。但是比鄰星b的情況不同,因為它的主恆星是一顆紅矮星。和太陽相比,紅矮星釋放的能量較低,所以在紅矮星系中,宜居帶離主恆星較近,科學報告指出,比鄰星b就位於比鄰星星系的宜居帶。所以,比鄰星b公轉周期短,離主恆星近,並不會導致它的溫度很高。

不過,離主恆星較近,也就意味著會被主恆星潮汐鎖定,即有一面永遠朝向主恆星,有一面永遠背向主恆星。而朝向主恆星的一面可能會比較高溫,背向主恆星的一面可能會比較低溫。這樣的情況,可能不適宜生命的存在。不過,科學家在模擬比鄰星b的大氣環境以後,得出一個結論,雖然比鄰星b被潮汐鎖定,但是有可能適宜居住。

為了研究比鄰星b的環境條件,美國宇航局戈達德太空研究所的行星氣候科學家安東尼·德爾·吉尼奧(Anthony Del Genio)展開了一些氣候模擬。在模擬試驗中,研究人員模擬了可能存在的氣候條件,以測試是否有多少氣候會導致能夠維持生命的溫暖潮溼的環境。這一項研究表明,像比鄰星b這樣被潮汐鎖定的行星雖然有一側永遠朝向主恆星,暴露於所有輻射,但實際上還是可以居住的。

在這一項模擬試驗中,研究人員都會改變比鄰星b的環境條件,以研究氣候的變化過程,如調整溫室效應的程度(調整溫室氣體的含量)、海洋的情況(深度、鹽度等),以及調整陸地與海洋的比例。通過對比不同的環境條件,來研究這些行星的大氣循環、水循環的過程。相信大家都知道,我們地球的水是「活」的,可以通過水循環來調整水的分布。

研究人員發現,比鄰星b的假想雲層(是假設存在濃密的大氣層)可以通過氣體的流動將熱量運輸到各個角落。這一點,其實就像我們地球的大氣層,通過風、風暴來實現能量的轉移。所以,如果比鄰星b存在濃密的大氣層,朝向主恆星的一側雖然溫度較高,背向主恆星的一側溫度角度,但是通過大氣循環、江河湖海的流動,能量還是可以流動到背向主恆星的一側。所以朝向主恆星的一側並不會很高溫,背向主恆星的一側也不至於很低溫。通過大氣中能量的流動,讓比鄰星b的氣候環境可能比較溫和,確實是有宜居的可能性。

當然,現在研究人員只是在超級計算機中模擬了比鄰星b的宜居性,並不代表這顆比鄰星b就一定宜居。或許和探索火星一樣,我們還需要發射探測器前往比鄰星b進行抵近觀測,甚至登陸到比鄰星b表面進行研究,才能確認比鄰星b是否能夠孕育生命。

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