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冰行星宜居性认知或被颠覆

时间:2017年08月02日 信息来源:科技日报 点击: 【字体:

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31日的《自然—地球科学》杂志在线刊登北京大学杨军和胡永云教授等的研究成果:冰行星或冰卫星很可能将来是非宜居的。该研究表明,随着恒星辐射的增强,这类固态星体将直接进入极端炎热的“温室逃逸状态”,而不是进入液态水存在阶段。


该研究从根本上改变了科学家关于冰行星和卫星气候演化及宜居性的认知。过去,学者们通常认为,随着恒星辐射的增强,原来的冰行星或卫星最终会融化而形成液态水,从而适宜生命存在。但是,杨军和胡永云等根据理论研究和大量的数值模拟提出,随着恒星辐射增强,冰行星或卫星将直接进入极端炎热的“温室逃逸状态”而跳过液态水存在阶段。也就是说,这类固态星体的表面温度将升高到100℃以上,液态水因而无法存在,生命也将无法存在。


成分以水分为主的固态星体,因温度太低,水分均以冰的形式存在,这类星体被称作冰行星或冰卫星。冰行星或卫星的气候状态之所以发生突变,而不是平缓过渡到温和的宜居状态,是其表面反射恒星辐射能力的急剧降低和大气温室效应的急剧增强造成的。


恒星在演化过程中向外的辐射能量会愈来愈强。随着冰行星和冰卫星表面温度升高,一旦冰雪融化,行星地表反射能力的突然降低将使其吸收恒星辐射的能力大大增强,从而导致地表温度急剧升高。此外,大量的水汽进入大气,水汽的强温室效应也将使地表温度进一步升高,液态水将完全蒸发进入大气并被光解,最终逃逸到太空。


美国著名行星科学家安德鲁·英格索尔评论道,该研究表明,冰行星变为宜居星球并不是冰融化为水那么简单。


(作者:唐芳)
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