可居住的有水系外行星值得期待

目前有大約50顆已知的系外行星，它們的直徑從火星大小到地球幾倍，它們也位於它們的恆星的可居住區域——它們的表面溫度允許液態水存在的軌道距離，這些系外行星是我們目前最好的生命寄主。然而當一顆系外行星在宜居帶中，其總質量的百分之十是水，如果它缺少一個含有氫或氦氣的大氣，它就被稱為「水世界」。一些科學家認為水世界不可能是生命存在的地方，它們缺乏驅動碳酸鹽-硅酸鹽循環的地表。

根據開普勒- 35a和B雙星系統的例子，藝術家對假定的水世界——一個地球大小的外行星完全被水覆蓋的概念圖。圖片：NASA/JPL-Caltech

在這個過程中被認為是維持地表溫度的關鍵的二氧化碳氣體在大氣和地球內部之間平衡。CfA天文學家Amit Levi和他的同事重新分析了水世界的物理和地質機制。他們發現當大氣中二氧化碳的壓力足夠高時，海冰能在除水和沉澱物之外的化學物質中富集，從而驅動一股行星流，這種行星流實際上以一種類似於碳硅酸鹽循環的方式重新平衡了氣體壓力。這些科學家發現，要使這種效應發揮作用，地球的自轉速度需要是地球的三倍左右。

這使得極地冰蓋能夠在海洋中形成併產生溫度梯度，這有助於維持這一機制。此外，根據生物起源前化學的限制，這種溫度梯度將支持水世界生命進化所必需的凍融循環。他們計算出了一個新的「宜居地帶」，圍繞著太陽和更小的恆星運行;它通常落在通常的可居住區範圍內。總之注意到，對於非常小的恆星(小於太陽的一半)，這種機制不會起作用，因為位於宜居帶的系外行星很可能與恆星緊密地鎖在一起，並且始終與恆星保持相同的朝向。

博科園-科學科普｜參考期刊：皇家天文學會月報｜來自：哈佛史密森天體物理中心

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