标题: 第一颗被确认的宜居星球？ [打印本页]
作者: DNA    时间: 11-5-28 22:38
标题: 第一颗被确认的宜居星球？
本帖最后由 DNA 于 11-5-28 22:40 编辑

“……位于宜居带的类地行星！有稳定的气体和液态水存在噢亲！距离太阳系只有二十光年！以目前的航空技术，只需要30万年就能到！只有两倍地球重力，温室效应舒适!要给好评啊亲！”

假设有一天，淘宝网上可以售卖适合生存的类地行星，那么你可能会看到店家这样描述行星Gliese 581d。这是一颗发现于2007年的类地行星，半径约为地球的两倍，最小质量约为 5.6 到 7.1 个地球。它的母星 Gliese 581 是一颗红矮星，约为0.31太阳质量，0.0135太阳光度，光谱型为M3V。

如果你对Gliese 581d表示了兴趣，店家很可能会这样进一步诱惑你：

“第一颗！这是第一颗被发现的宜居行星啊亲！特别珍藏版哟！不容错过噢亲！”

这是第一颗可以支持生命的，处于宜居带中的类地行星吗？2011年5月，法国科学家Robin D. Wordsworth，Fran_cois Forget，Franck Selsis 在arXiv.org网站(一个收集物理、数学等学科电子版论文的网站)上贴贴子，宣传这个观点。

在此之前，Gliese 581d 曾被认为是不适合生命存在的。因为它的母星Gliese 581非常的暗（0.0135太阳光度的红矮星）。除非有很强的温室效应，否则以它的母星红矮星的辐射，是无法支持液态水的存在的。但这几个法国科学家认为，这个星球上有足够稠密的大气存在，产生强烈的温室效应。温室效应可以学仔细搜索较高的温度，足以支持液态水的存在。

他们是凭什么这么认为的呢？原来是使用了一个精细计算辐射转移的“星球气候模型”（Global Climate Model (GCM)　程序模拟得到的结果。他们假设此星球上的主要气体，和太阳系中有气体的岩石行星（金星、地球、火星）一样，以CO2为主，然后使用不同的初始气压值，和不同的潮汐共振数开始进行模拟。他们发现，如果行星表面主要是陆地，只要CO2气体的分压能够保持在10 bar 以上，CO2造成的温室效应就会保持一个稳定的，不凝结的大气，而大气的温室效应也将阻止水的冰冻。如果行星表面是海洋，那在 20 bar的气压之上，也能够保持足够的温室效应。

那么， 10 bar的CO2分压，是否是一个容易满足的条件呢？来看同样是CO2 为主的金星，其表面重力只有Gliese 581d的1/2，大气压可以达到90bar。考虑到Gliese 581d 较大的表面引力，如果它的大气真是以CO2为主，那么超过 100 bar是一点也不成问题。即使存在像地球上的碳-硅循环那样的固碳过程，把大量的二氧化碳变成了碳酸盐，但是由于硅酸盐和CO2的反应和气温存在着负反馈关系（CO2越多，温室效应越强，温度越高，反应越强，CO2消耗越快，达到一个平衡），因此， Gliese 581d的CO2分压要维持10bar，也是完全有可能的。在这么高的CO2压力的情况下，大气中的H2O含量多少，不会对结果造成太大的影响。

如果Gliese 581d真的是一个有稳定大气和液态水存在的星球，那么在它上面，可能会发展出什么样的动物呢？由于昏暗的环境（光谱型为M3V的红矮星是非常低温暗淡的恒星），较大的引力，和较低的氧分压，那里的生物可能是一些眼睛大大的，个头小小的，匍匐着运动的家伙。当然，如果这个星球存在大片的温暖海洋，由于海洋生物不需要抵御重力，它们有可能变得更大。就会存在更多的进化可能性了。

可是，如果星球上的气体不是CO2为主，而是像天王星和海王星那样以H2-He为主呢？那就悲剧了。液态水在这种条件下不能够存在。而另一种悲剧的情况也可能存在，那就是早期母星活动的X射线，紫外线或者星风，可能把Gliese 581d的大气层剥得光光。在这两种情况下，这颗星球都不会再宜居。受骗上当的买家，愤怒地给上这个星球的卖家一个大大的差评，就是不可避免的了。希望这个倒霉的家伙，没有在冲皇冠……

Gliese 581d，到底是不是一颗宜居星球？我们有没有办法证实？这几位法国科学家模拟了存在20 bar CO2大气压下情况下的远红外光谱，以及不存在稳定大气时的光谱。这些光谱都会显示出强烈的CO2和水的吸收特征，通过观测这些特征，可以了解　Gliese 581d　是否存在稳定的大气。

然而，遗憾的是，要分辨出这样的特征，望远镜的灵敏度要达到10-21 W m 2 um -1 才行。目前的空间和地面望远镜都达不到这样的灵敏度。必须要等待下一代望远镜来证实。

……所以你看，这事还是相当的不靠谱。科学家中也充满着标题党。只是一个可能性而已，你要全信，可就要冒血本无归的风险---什么？你已经把Gliese 581d拍下来了？啊……那就让我们真诚地祝福你愿你的这个星球，真的是一个温室效应主导的，充满了生机的世界吧。同时，我们也必须再次忠告你：
-----淘宝，有风险！
------科学家，须小心！





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