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對行星宜居條件的猜測也許并不正確
發(fā)布時(shí)間：2025-12-10 04:59:36 來源：桑間濮上網(wǎng) 作者：焦點(diǎn)
圖為可能宜居的居條件系外行星比鄰星b，圍繞紅矮星比鄰星旋轉(zhuǎn)。猜測
（神秘的也許地球uux.cn報(bào)道）據(jù)新浪科技（葉子）：國外媒體報(bào)道，在電影《星球大戰(zhàn)：帝國反擊戰(zhàn)》中，正確有一顆被冰雪覆蓋的對行星球，名叫霍斯。星宜雖然在電影中，居條件這顆行星上勉強(qiáng)生活著一些生物。猜測但在現(xiàn)實(shí)中，也許那里的正確生存條件一定非常糟糕，并不適合生命居住，對行因?yàn)樗械男且?strong>水都已凍結(jié)成冰。隨著系外行星、居條件特別是類地行星的探索不斷開展，有個(gè)問題也許值得一問：這些冰封的行星有多普遍？生命能否在這些行星上存活？
和其它很多問題一樣，答案是“看情況”。根據(jù)一支國際天體物理學(xué)家開展的最新模擬研究，行星上的水量會(huì)在很大程度上影響其變成一顆“冰球”的可能性。對于像地球這樣的行星，只要陽光減少8%，就會(huì)被徹底凍結(jié)。但比較干燥的星球就“堅(jiān)挺”得多，可以進(jìn)一步拓寬宜居星球的極限，增加我們發(fā)現(xiàn)外星生命的可能性。
我們并不清楚像地球這樣的行星有多普遍，尤其是地表水占比與地球類似的行星。也許還要過幾十年、再開展大量系外行星搜尋工作，我們才能得到確切的答案。不過在此之前，我們可以利用計(jì)算機(jī)模擬來分析各類行星的行為和演變方式。
但行星何其復(fù)雜。行星上的溫度也取決于多種因素。顯然，行星接收的光照量非常重要，但行星的反射度也會(huì)造成很大影響，因?yàn)槿绻廨椛涞竭_(dá)行星表面后、直接反彈回到了太空中，對地表升溫將起不到任何幫助。所以大氣中的水分含量也很重要，因?yàn)樗魵饪梢援a(chǎn)生溫室效應(yīng)，對地表升溫造成顯著影響。
以表面陸地居多、液態(tài)水較少的行星為例。如果將一顆與地球大小完全相同的陸地行星放在地球軌道上，這顆行星將比地球冷得多，因?yàn)榇髿庵兴魵飧佟厥倚?yīng)也更弱。
但在光照量較低的情況下，陸地行星反而會(huì)變得比較溫暖，因?yàn)槠浔砻嬖茖雍脱┑剌^少，反射率較低，因此對陽光的利用率更高。
從地球到霍斯
一支國際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)對上述思維過程做了極端的推演，研究在光照量改變的情況下、陸地行星的演變過程。結(jié)果毫不意外：如果行星溫度下降得太多，就會(huì)凍結(jié)成冰。但他們還發(fā)現(xiàn)，與含水量較高的類地行星相比，陸地行星“負(fù)隅頑抗”的時(shí)間要長得多。
問題主要在于水：當(dāng)行星溫度稍微下降時(shí)，部分液態(tài)水會(huì)結(jié)冰。由于冰的反射度比水高得多，多出來的這一點(diǎn)冰就可以反射多一點(diǎn)陽光，阻礙陽光到達(dá)地表、使行星升溫。這樣一來，行星的溫度又會(huì)下降一些，形成更多的冰，反射度也進(jìn)一步增加。這一過程不斷重復(fù)，最終將朝著失控溫室效應(yīng)的反方向發(fā)展下去，形成“失控冰川效應(yīng)”，行星就這樣變成了一顆巨大的“雪球”。
此前的研究工作顯示，就地球而言，假如我們維持現(xiàn)有的大氣二氧化碳濃度，即使接收的陽光量僅下降8%，也足以激活上述災(zāi)難循環(huán)。事實(shí)上，地球歷史上也許已經(jīng)發(fā)生過一兩次類似現(xiàn)象了。
但陸地行星能堅(jiān)持的時(shí)間更久，主要是因?yàn)楹枯^少，大部分地表都沒有被水覆蓋。研究人員在模擬中發(fā)現(xiàn)，在一顆二氧化碳濃度與地球相同的陸地行星上，即使光照量只有地球的77%，也不會(huì)完全結(jié)冰。
宜居的邊界
這一邏輯反過來也同樣適用。水蒸氣是一種關(guān)鍵的溫室氣體，因此如果太陽熱量增加，像地球這樣的行星就會(huì)演變成金星那樣的“煉獄”。首先，行星溫度會(huì)不斷升高，將更多的水釋放到大氣中，導(dǎo)致更多熱量被困在地表，致使地表溫度進(jìn)一步升高，產(chǎn)生更多水蒸氣……失控的溫室效應(yīng)就此產(chǎn)生。這其實(shí)正是地球的宿命，再過幾億年，太陽的亮度和熱度都將急劇增加，為上述場景打響“發(fā)令槍”。
由于陸地行星所含的水分比地球少得多，大氣中的水蒸氣含量也較少。就算溫度升高，也不會(huì)造成太大變化。此次模擬研究發(fā)現(xiàn)，就算附近的恒星熱量比太陽高80%，陸地行星也不會(huì)陷入水深火熱的境地。
這些模擬結(jié)果在很大程度上改變了我們對行星宜居條件的猜想。恒星周圍的宜居帶是指，在此區(qū)域內(nèi)的行星表面可以存在液態(tài)水，不會(huì)因?yàn)樘涠Y(jié)冰、也不會(huì)因?yàn)樘珶岫舭l(fā)。但此前對宜居帶的猜測均以類地行星為基礎(chǔ)，即行星表面的水含量與地球類似。但此次研究顯示，陸地行星比地球“頑強(qiáng)”得多。與之前計(jì)算的宜居帶范圍相比，無論離恒星更近還是更遠(yuǎn)，陸地行星上都有可能存在液態(tài)水。這意味著，如果我們找到了一顆與地球大小類似的行星，即使它位于傳統(tǒng)概念的宜居帶之外，我們也不能排除其宜居的可能性。
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