從一開始就很熱的行星可能會一直保持高溫，無論它們離恆星有多遠。
一項新的研究表明，與普遍的看法相反，行星的溫度並不總是隨著時間的推移而穩定下來，因此，熱血行星可能難以保持液態水——即使它們位於恆星周圍的溫帶區域，也就是所謂的“適居帶”。
耶魯大學地球物理學家、研究作者小根良和俊告訴 Space.com：“位於宜居帶並不足以期望行星像地球一樣演化。” “即使你放置一顆具有類似地球化學成分的行星——適量的水等等——如果它一開始太熱或太冷，它也可能不會像地球一樣演化。” [10 顆可能存在外星生命的系外行星]
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。 透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
散發熱量
在過去的 60 年裡，大多數科學家都認為行星的內部溫度通常會穩定在“恰到好處”的水平。
例如，來自 地球核心的熱量透過地幔上升，並透過地殼釋放出來，這一過程被稱為地幔對流。 因為地幔對流隨著內部溫度的升高而加速，所以釋放的熱量應該或多或少等於行星核心產生的熱量，人們一直這樣認為。
小根良和俊說：“這類似於溫血動物如何通過出汗來降低體溫。”
然而，透過研究地球的地幔，小根良和俊發現行星不一定會達到這種平衡點。 隨著自 20 世紀 60 年代提出該想法以來計算機模擬的改進，更真實的地幔對流模型揭示了原始理論的問題。
小根良和俊說：“如果地幔是由非常簡單的材料（例如玉米糖漿）製成的，那麼地幔對流可能會自我調節。” 這是因為簡單材料的翻轉速度比複雜材料快，從而允許自我調節。
他補充說：“但是地幔是由岩石構成的，岩石是非常複雜的材料。”
透過研究地球岩石的變形方式以及過去地幔對流的發生方式，小根良和俊確定，這個過程對行星的內部溫度不敏感。 因此，地表熱量的釋放——或“出汗”——不一定會與內部產生的熱量相平衡，小根良和俊說。
然而，這種解釋不一定是普遍的。
加州理工學院的行星科學家大衛·史蒂文森告訴 Space.com：“小根良和俊對‘調節’的定義相當狹隘，但這是一篇有趣的論文。”他沒有參與這項新研究。
這項新研究於上週發表在《科學進展》雜誌上。
熱啟動，熱表面
行星的表面溫度對其宜居性有深遠的影響。 如果溫度升得太高，液態水就無法存在，這對我們所知的生命進化構成挑戰。 當行星自我調節時，溫度可以穩定下來，但如果一個世界不斷散發熱量，地表最終可能會太熱而無法存在水。
因此，行星形成和演化的細節應該為它的最終溫度提供線索，小根良和俊說。 他認為，有助於構建行星的物質，以及該世界可能經歷的任何大型小行星或彗星撞擊，都可能有助於確定其表面溫度。
他說：“我猜測，熱啟動的行星會保持高溫，反之亦然，”但他警告說，行星形成過程仍然知之甚少。
但史蒂文森說，這些細節可能對確定行星的潛在宜居性並不重要。
史蒂文森說：“地球從太陽獲得的能量是內部能量的 5000 倍。” “在內部搗鼓對我們的表面溫度幾乎沒有直接作用。”
史蒂文森認為，宜居性與行星的大氣層更密切相關，他說大氣層與行星內部有關，但不一定由行星內部決定。
但小根良和俊指出，科學家對行星內部如何影響其大氣層的理解是基於行星自我調節的長期觀點。
小根良和俊說：“目前的大氣成分反映了數十億年的地質活動，我們目前對大氣層和內部之間關係的理解在很大程度上取決於地幔對流自我調節的概念。” “因此，我們需要從頭開始建立大氣層和內部溫度之間的真正關係。”
因此，他補充說，行星位於“宜居帶”可能不足以表明行星支援生命的能力； 它還必須具有恰到好處的內部溫度。
小根良和俊說：“即使從一開始就使用相同的化學成分，不同的初始溫度也會導致不同的大氣成分，從而導致不同的宜居帶。”
然而，他補充說，目前研究系外行星的內部結構是不可行的。
小根良和俊說：“我們所能做的就是觀察表面——大氣層——並猜測其內部狀態。”
版權所有 2016 年 SPACE.com，Purch 公司。 保留所有權利。 未經授權，不得釋出、廣播、改寫或重新分發此材料。