研究人員邁出了探索附近系外行星氣候的第一步

來自埃克塞特大學(xué)和英國氣象局的天體物理學(xué)家和氣象專家團(tuán)隊(duì)已著手探索最近發(fā)現(xiàn)的地球質(zhì)量系外行星Proxima Centauri b的潛在氣候。

Proxima Centauri b，或簡稱Proxima b，于2016年被倫敦瑪麗皇后大學(xué)天文學(xué)家Guillem Anglada-Escudé博士及其合著者發(fā)現(xiàn)。

這顆行星繞著半人馬座(Proxima Centauri)運(yùn)行，這顆紅矮星距離半人馬座只有4.23光年遠(yuǎn)。

早期的研究表明，Proxima b略大于地球，位于其恒星的可居住區(qū)域內(nèi)，理論上可以在地表上存在液態(tài)水。

現(xiàn)在，伊恩博士Boutle，一個(gè)在英國氣象局研究員和?？巳卮髮W(xué)名譽(yù)研究員，和共同作者已經(jīng)進(jìn)行新的研究，探索瑪B的潛在的氣候，對(duì)揭示其是否具有的長期目標(biāo)支持生命的潛力。

使用最先進(jìn)的模型，該模型已成功用于研究地球氣候數(shù)十年，該團(tuán)隊(duì)模擬了Proxima b的氣候，如果它與我們的星球具有相似的大氣成分。

科學(xué)家們還探索了一個(gè)更為簡單的大氣層，包括氮?dú)夂臀⒘慷趸?，以及行星軌道的變化。這使他們能夠與以前的研究相比較并超越以前的研究。

“我們提出了使用Met Office統(tǒng)一模型(UM)進(jìn)行的新發(fā)現(xiàn)的行星Proxima Centauri b的氣候模擬結(jié)果，”作者解釋說。

“我們研究了'類似地球'大氣層和簡化的氮?dú)夂臀⒘慷趸細(xì)夥諏?duì)Proxima b可能接收到的輻射的響應(yīng)。”

“此外，我們利用觀測約束條件引導(dǎo)的一系列偏心率探討了軌道偏心對(duì)行星條件的影響。”

該團(tuán)隊(duì)模擬的結(jié)果表明，Proxima b可能具有適宜居住的潛力，并且可能存在于非常穩(wěn)定的氣候狀態(tài)。

但是，必須做更多的工作才能真正了解這個(gè)星球能否支持，或者確實(shí)支持某種形式的生命。

“我們的研究團(tuán)隊(duì)使用一系列模擬研究了行星可能的軌道配置的許多不同場景，”該論文的主要作者Boutle博士說，該論文討論了天文學(xué)和天體物理學(xué)雜志(arXiv.org預(yù)印本)的結(jié)果。

“除了檢查如果行星被'潮汐鎖定'(一天的長度與一年相同)氣候?qū)?huì)如何表現(xiàn)，我們還研究了類似于水星的軌道，它在軸上旋轉(zhuǎn)了三次圍繞太陽的每兩個(gè)軌道(3：2共振)會(huì)影響環(huán)境。“

“將這顆行星與地球區(qū)分開來的主要特征之一是它的恒星發(fā)出的光主要是近紅外線，”共同作者詹姆斯·曼納斯博士說，他也來自氣象局和?？巳卮髮W(xué)。

“這些光的頻率與大氣中的水汽和二氧化碳的相互作用更強(qiáng)烈，影響了我們模型中出現(xiàn)的氣候。”

使用UM模型，研究人員發(fā)現(xiàn)，潮汐鎖定和3：2 共振配置導(dǎo)致Proxima b區(qū)域能夠容納液態(tài)水。

然而，3：2共振示例導(dǎo)致行星的更多實(shí)質(zhì)區(qū)域落入該溫度范圍內(nèi)。

此外，他們發(fā)現(xiàn)偏心軌道的預(yù)期可能會(huì)導(dǎo)致這個(gè)世界的“適居性”進(jìn)一步增加。