大氣塵埃,會使更多「類地行星」適合居住!

2020-12-06 騰訊網

研究人員通過把塵埃加入到模擬系外行星的氣候中發現空氣中的塵埃雖然會降低我們在這些行星上發現生命跡象的能力，但也可能會使行星適合居住。

在太陽系的遠端，越來越多的星球被發現，天文學家們熱切盼望在這些星球上可以找到外星生命的存在，最新的一項研究為此提出了一種有趣的方法-通過計算那些行星的礦物粉塵來實現。

這種漂浮的塵埃-由行星表面升起的碳和矽酸鹽材料構成，在模擬外太空氣候時經常被遺忘，但研究者表明，這對外星生命存活的可能性意義重大。

回想一下1984年的科幻電影《沙丘》，你就會明白，大量的塵埃可能會導致行星變暖或變冷，這取決於他們的大氣成分。相反，這也會影響這顆行星的位置，是否在宿主恆星擴展出來的宜居地帶。這一重要的判斷標準，很有可能會更廣泛的應用於其他星系。

研究團隊將模型放在一起，在永遠朝向太陽的那一面，來模擬塵埃在潮汐鎖定的那些行星上的影響，白天的那一面受到塵埃影響變冷，相反，夜晚那一面受影響而變暖。

「在地球和火星上，塵暴對地表既有降溫作用，也有升溫作用，降溫作用通常會勝出。」天體物理學家Ian Boutle說。但這些『同步軌道』行星卻截然不同，「在這裡，這些行星的暗面處於永夜，變暖效應勝出，而在永晝面，冷卻效應勝出。這種效應是為了緩和極端溫度，從而使行星更適合居住。」

研究人員還發現，在離主星較近的系外行星上，塵埃會形成一個負反饋的迴路，延緩表面水分的流失，否則這些水分會因溫度升高而蒸發。

在宜居地帶的另一邊，離恆星最遠的地方，塵埃可以吸收並散發紅外線，從而產生溫室效應。從根本上說，塵埃的影響取決於許多因素，包括地球上陸地和海洋的均衡，以及大氣的成分。

這項研究的作者表示，未來的系外行星建模應該考慮到這些因素—同時表示塵埃也會覆蓋一些重要的生物指標，比如水蒸氣和氧氣，這些都是評估行星宜居的典型指標。

英國東安格利亞大學的環境科學家馬努基喬希發表言論說：「大氣中的塵埃會增加系外行星的宜居性，但也掩蓋了一些重要生命指標，從而影響了我們在這些行星上發現生命跡象的能力。」「這些影響和因素都是我們將來需要研究的課題。」

根據對地球的研究發現，大氣塵埃對氣候變化和用來預測的氣候模型都有關鍵影響，因此它作為一個契機，去發現和研究地球外的生命，同時也意味著，有更多有價值的系外行星等待著我們去探索。

當然，如此遠距離研究行星是一個難以置信的挑戰，但隨著望遠鏡技術的發展和計算精度的提高，我們有能力發現宜居地帶。

宜居地帶，通常用來描述那些溫度適宜的地區，不會過度炙熱到水分完全蒸發，也不會寒冷到地表冰凍。此外，巖質行星被認為是最有可能孕育生命的行星。不過現在看來，在研究的過程中我們又多了一個計算的因素。

來自埃克塞特大學的天體物理學家內森·梅恩表示:「諸如此類的研究，只有通過交叉學科，基於對地球氣候研究的認識，並結合科學技術與最前沿的天體物理學方法才能實現。」

作者: DAVID NIELD

FY: Rebecca

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