科學(xué)家們通過包括一個關(guān)鍵的氣候成分，即空氣中塵埃的存在，擴(kuò)大了對圍繞遙遠(yuǎn)恒星運(yùn)行的潛在宜居行星的理解。

研究人員認(rèn)為，空氣中有大量塵埃的行星可能在距離母星更遠(yuǎn)的范圍內(nèi)宜居，因此增加了能夠維持生命的行星窗口。來自?？巳卮髮W(xué)、氣象局和東英吉利大學(xué)(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、更冷恒星運(yùn)行的行星，即所謂的M-矮星，很可能以同步旋轉(zhuǎn)軌道狀態(tài)存在，導(dǎo)致永久的白天和黑夜（就像月球一樣）。研究人員發(fā)現(xiàn)，塵埃使較熱的白天降溫，但也使夜間變暖，有效地擴(kuò)大了行星的“宜居區(qū)”，即距離恒星的距離，那里可能存在地表水。對于這些類型的行星世界來說，探測和描述潛在宜居的遙遠(yuǎn)行星目前是最有效的，其研究發(fā)表在《自然通訊》期刊上。

研究結(jié)果還表明，對于一般的行星來說，空氣中塵埃的降溫可能會在這一宜居地帶的內(nèi)緣發(fā)揮重要作用，那里變得如此炎熱，以至于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(shù)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(fù)反饋，延緩了水分流失。至關(guān)重要的是，這項研究還表明，在尋找指示生命的關(guān)鍵生物標(biāo)志物(如甲烷的存在)時，必須考慮到塵埃的存在。

因為塵?？赡軙谏w天文學(xué)家觀察到的特征，這些結(jié)果意味著系外行星在搜索適宜居住的遙遠(yuǎn)星球時，必須非常仔細(xì)地考慮，然后才可能被拒絕。研究的主要作者、英國氣象局和?？巳卮髮W(xué)的聯(lián)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(yīng)，也有變暖效應(yīng)，降溫效應(yīng)通常占上風(fēng)。但這些‘同步軌道’行星非常不同。在這里，這些行星的黑暗面永遠(yuǎn)處于黑夜，變暖效應(yīng)占上風(fēng)，而在白天，降溫效應(yīng)占上風(fēng)。

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(fā)現(xiàn)的區(qū)域，還是在全球范圍內(nèi)都是如此，就像在火星上所經(jīng)歷的那樣。研究小組使用最先進(jìn)的氣候模型對類地或地球大小的系外行星進(jìn)行了一系列模擬，并首次表明，自然產(chǎn)生的礦物塵埃，將對系外行星是否能夠支持生命產(chǎn)生重大影響。

研究再次表明，系外行星支持生命的可能性，不僅取決于恒星的輻照度（也就是來自恒星的光能）還取決于行星的大氣組成?？諝庵械膲m埃可能會使行星保持宜居狀態(tài)，但也會遮蔽在這些行星上發(fā)現(xiàn)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(dāng)前和未來太空任務(wù)不可或缺的一部分，許多任務(wù)的重點(diǎn)是回答地球生命是否孤獨(dú)的問題。

博科園｜研究/來自：埃克塞特大學(xué)

研究發(fā)表期刊《自然通訊》

DOI: 10.1038/s41467-020-16543-8

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