首次發現：空氣中的塵埃，對系外行星能否支持生命，有重大影響！

2020-10-18 博科園

科學家們通過包括一個關鍵的氣候成分，即空氣中塵埃的存在，擴大了對圍繞遙遠恆星運行的潛在宜居行星的理解。研究人員認為，空氣中有大量塵埃的行星（類似於經典科幻沙丘中描繪的世界）可能在距離母星更遠的範圍內宜居，因此增加了能夠維持生命的行星窗口。來自埃克塞特大學、氣象局和東英吉利大學(UEA)研究小組分離出了塵埃的三個主要影響。

靠近比太陽更小、更冷恆星運行的行星，即所謂的M-矮星，很可能以同步旋轉軌道狀態存在，導致永久的白天和黑夜（就像月球一樣）。研究人員發現，塵埃使較熱的白天降溫，但也使夜間變暖，有效地擴大了行星的「宜居區」，即距離恆星的距離，那裡可能存在地表水。對於這些類型的行星世界來說，探測和描述潛在宜居的遙遠行星目前是最有效的，其研究發表在《自然通訊》期刊上。

研究結果還表明，對於一般的行星來說，空氣中塵埃的降溫可能會在這一宜居地帶的內緣發揮重要作用，那裡變得如此炎熱，以至於行星可能會失去地表水，變得適合居住。隨著行星水分的流失和海洋萎縮，大氣中的灰塵數量可能會增加，從而使行星降溫。這個過程就是所謂的氣候負反饋，延緩了水分流失。至關重要的是，這項研究還表明，在尋找指示生命的關鍵生物標誌物(如甲烷的存在)時，必須考慮到塵埃的存在。

因為塵埃可能會掩蓋天文學家觀察到的特徵，這些結果意味著系外行星在搜索適宜居住的遙遠星球時，必須非常仔細地考慮，然後才可能被拒絕。研究的主要作者、英國氣象局和埃克塞特大學的聯合作者伊恩·布特爾博士說：在地球和火星上，沙塵暴對地表既有降溫效應，也有變暖效應，降溫效應通常佔上風。但這些'同步軌道』行星非常不同。在這裡，這些行星的黑暗面永遠處於黑夜，變暖效應佔上風，而在白天，降溫效應佔上風。

塵埃的重大影響

其效果是緩和極端溫度，從而使地球更宜居。眾所周知，礦物塵埃的存在在氣候中扮演著重要角色，無論是在地球上發現的區域，還是在全球範圍內都是如此，就像在火星上所經歷的那樣。研究小組使用最先進的氣候模型對類地或地球大小的系外行星進行了一系列模擬，並首次表明，自然產生的礦物塵埃，將對系外行星是否能夠支持生命產生重大影響。

研究再次表明，系外行星支持生命的可能性，不僅取決於恆星的輻照度（也就是來自恆星的光能）還取決於行星的大氣組成。空氣中的塵埃可能會使行星保持宜居狀態，但也會遮蔽在這些行星上發現生命跡象的能力，這些影響需要在未來的研究中加以考慮。尋找太陽系外的宜居行星，是當前和未來太空任務不可或缺的一部分，許多任務的重點是回答地球生命是否孤獨的問題。

博科園｜研究/來自：埃克塞特大學

研究發表期刊《自然通訊》

DOI: 10.1038/s41467-020-16543-8

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