链家校招:美天文学家发现星系宜居带范围或大于预计30%(图)

来源:百度文库 编辑:方圆模具 时间:2020/06/06 05:02:13

  11月17日消息,天文学家日前表示,围绕一些恒星存在的所谓“宜居带”范围可能要比先前的估算大30%左右。如果这一说法得到证实,这将极大地增加星系中存在宜居行星的可能性。

  这项研究所依据的基础是对红矮星发出的辐射与围绕其运行的行星冰雪表面反照率之间的关系进行对比分析。红矮星是一类小质量恒星,相应的,其温度较之以太阳为代表的光谱型为G的“中等个头”恒星也要低一些,因此其辐射能量主要集中在更长的波段范围内。冰雪对于这些波段的辐射能吸收要大于反射。这将加热冰雪覆盖的行星表面,融化一部分冰雪并产生液态水,而液态水被认为是存在生命必须的条件。

  进行这项研究的科学家分别是来自美国国家大气科学中心的马诺杰·乔西(Manoj Joshi)博士以及美国宇航局埃姆斯研究中心的罗伯特·哈勃勒(Robert Haberle)博士。乔西说:“我们知道红矮星的辐射波段不同,因此我们希望了解这对于围绕这些恒星运行的行星地表反照率究竟意味着什么。”

  在我们的银河系中,红矮星(光谱型为M)占所有恒星总数的80%,并且由于它们的小质量,它们的寿命极其漫长。基于这些原因,调查并了解围绕这些恒星的宜居带范围将是非常重要的工作。

  而在这一工作当中,研究这些行星冰雪表面的反照率又非常关键,因为这是构成所谓“正反馈机制”的重要一环。行星地表冰雪覆盖量的增加意味着更多的反光,这将导致行星散热效率增加,从而致使行星降温,而这一过程又会反过来导致更多的冰雪出现,如此恶性循环。与此相反,一部分冰雪的消融将意味着行星辐射散热率的下降,行星将由此出现升温,并导致更多的冰雪融化。

  基于这些原因,任何可以降低冰雪覆盖的行星地表反照率的作用都将具有积极的气象学意义。这和地球上的情况是一样的,尽管地球上的冰雪覆盖面积很小,但是它对调节气候的作用仍然不可小觑。

  尽管我们对于太空深处的观测能力突飞猛进,但是到目前为止我们仍然只能基本靠猜测去想象太阳系外的那些行星究竟处于何种状况:它们表面的海陆分布状况如何?有多少冰雪覆盖量?但是至少我们确实已经在一些红矮星周围发现了行星存在的证据。

  研究人员用两颗红矮星:Gliese 436 和GJ 1214来计算其长波辐射对一颗邻近的地表温度约为200k(约合-73.15摄氏度)的行星地表反照率产生的影响进行研究。这一温度值是在一个大气压下二氧化碳的凝结温度,它常常会被研究人员用作一种度量指标来划定星系宜居带的外缘边界——如果某颗行星落在这一范围之外,那么它的表面温度就太低了,生命或许无法在它的表面生存。

  科学家们发现,当将长波辐射对冰雪反照率产生的影响考虑在内时,那些地表被大量冰雪覆盖的行星的表面温度将高于先前估算。事实上这种影响是非常明显的,以至于一旦将这种效应计算在内,整个宜居带外缘边界将从目前的位置整体向外推移10%~30%。乔西说:“先前的研究中我们都没有将这种冰雪反照率变化产生的微细效应考虑在内,不过尽管如此我们对于其效应如此显著仍然感到吃惊。”

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