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北大最新科研成果:冰行星或冰卫星将来可能非宜居

2017-08-04 10:15:42
来源: 新华社
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  新华社北京8月3日电(记者魏梦佳)北京大学物理学院大气与海洋科学系教授及其合作者近日在行星气候演化和宜居性研究中取得重要成果,并发表于权威学术期刊《自然-地球科学》上。这项研究显示,冰行星或冰卫星很可能在将来是非宜居的。这一论断改变了科学家过去关于冰行星和冰卫星气候演化及其宜居性的认知。

  生命存在的首要条件是液态水,而一颗行星是否适宜生命生存取决于其表面温度能否维持液态水。以太阳系为例,金星太热,火星又太冷,均不适宜生命存在,而地球表面有液态水存在,因此宜居。而位于火星位置以外的固态星体,如冥王星以及木星和土星的部分卫星等,其成分主要以水分为主,但因温度太低,水分均以冰的形式存在,这类星体被称作冰行星或冰卫星。

  据了解,根据恒星演化理论,一颗恒星在其演化过程中,因其内部核聚变反应愈来愈强,其向外的辐射能量愈来愈强。过去,学者们通常认为,随着恒星辐射增强,原来的冰行星或冰卫星最终会融化而形成液态水,从而适宜生命存在。但是,北大物理学院大气与海洋科学系杨军、胡永云教授所带领的科研团队却根据理论研究和大量的数值模拟提出:这些冰行星或冰卫星很可能在将来是非宜居的。

  科研团队的结果表明,随着恒星辐射增强,冰行星或冰卫星将直接进入极端炎热的温室逃逸状态,也就是说,它们的表面温度将升高到100摄氏度以上,液态水因而无法存在,生命也将无法存在。

  研究人员认为,冰行星或卫星的气候状态之所以发生突变,是因为其表面反射恒星辐射能力急剧降低和大气温室效应的急剧增强。冰雪能够把60%以上的恒星辐射反射回太空,而液态水仅反射不足10%的恒星辐射。一旦冰雪融化,行星地表反射能力的突然降低使得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,冰雪融化后,大量水汽进入大气,水汽的强温室效应也将使地表温度进一步升高。在水汽正反馈效应的作用下,液态水将完全蒸发进入大气并被光解、最终逃逸到太空。(完)

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( 编辑: 陶欢 ) 【字号: 】【打印】【关闭
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