一顆地球大小的行星圍繞著離我們太陽系最近的恆星——比鄰星執行,距離我們僅有宇宙中的一小步之遙。
自從2016年發現這顆系外行星——即比鄰星b——以來,人們一直在想它是否能夠維持生命。
現在,研究人員使用類似於地球氣候變化研究的計算機模型發現,在廣泛的條件下,比鄰星b行星表面可以存在大面積的液態水,這可能會提高其孕育生命的可能性。[人類尚未發現外星人的9個奇怪的科學理由]
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“我們的模擬傳達的主要資訊是,這顆行星很有可能適合居住,”紐約市美國宇航局戈達德空間研究所的行星科學家安東尼·德爾·傑尼奧說。德爾·傑尼奧也是一篇描述這項新研究的論文的第一作者,該論文於9月5日發表在《天體生物學》雜誌上。
比鄰星是一顆小型、低溫的紅矮星,距離太陽僅4.2光年。儘管距離很近,但科學家對比鄰星的行星伴侶知之甚少,只知道它的質量至少是地球的1.3倍,並且每11天繞其母星一週。因此,德爾·傑尼奧和他的同事們不得不對比鄰星b行星做出一些合理的猜測——即它的大氣層和表面有海洋——他們的工作才能進行下去。
比鄰星b行星在其恆星的宜居帶內執行,這意味著它與恆星的距離恰到好處,可以接收到足夠多的星光,使其表面溫度保持在水的冰點之上。但這個區域非常靠近恆星,《Space.com》(Live Science的姊妹網站)報道稱。因此,這顆行星很可能由於引力而成為潮汐鎖定。這意味著比鄰星b行星的同一側始終面對其母星,就像月球始終以同一面朝向地球一樣。
先前發表在2016年《天文學與天體物理學》雜誌上的一篇論文中的模擬,對比鄰星b行星的假想大氣層進行了建模,並表明這顆系外行星朝向恆星的半球可能會在強烈的眩光下被烤焦,而朝向太空的海洋將被凍結。因此,比鄰星b行星上可能只存在一圈溫暖的海洋——德爾·傑尼奧的團隊稱之為“眼球地球”的場景。
但新的模擬比之前的模擬更全面;它們還包括一個動態迴圈的海洋,它可以非常有效地將熱量從系外行星的一側轉移到另一側。在研究人員的發現中,大氣和海洋的運動相結合,以至於“即使夜晚的一側永遠看不到任何星光,但在赤道區域周圍仍然維持著一條液態水帶,”德爾·傑尼奧告訴Live Science。
他將這種熱量迴圈比作我們地球的沿海氣候。他說,美國東海岸比原本更溫暖,因為墨西哥灣暖流將熱帶的溫暖海水帶上來。相比之下,在加利福尼亞,洋流將來自北方的冷水帶下來,西海岸比原本更冷,德爾·傑尼奧補充道。
該團隊總共運行了18個獨立的模擬情景,研究了巨型大陸、稀薄大氣層、不同大氣成分甚至全球海洋鹽度變化的影響。在幾乎所有的模型中,比鄰星b行星最終都擁有在至少部分表面持續存在的開放海洋。
“行星上液態水所佔的比例越大,如果那裡存在生命,我們用未來的望遠鏡找到生命證據的可能性就越大,”德爾·傑尼奧說。
美國宇航局戈達德太空飛行中心(位於馬里蘭州格林belt)的地球科學家拉維·科帕拉普(Ravi Kopparapu)也同意這一觀點,他沒有參與這項研究。
“我認為令人興奮的是,其中一些氣候結果是可以觀察到的,”科帕拉普告訴Live Science。他補充說,下一代設施,如目前正在智利建造的極大望遠鏡,可能能夠觀測到來自比鄰星b行星的熱量,並區分其可能的表面條件。
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