【科學尬新聞】 從空氣塵埃解鎖外星生命

文/台北市立天文館 |2020.07.10
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電腦模擬3種系外行星的大氣環流。風向(箭頭)、空氣中的塵埃(色帶),背景母恆星為M型紅矮星。圖/Denis Sergeev

文/台北市立天文館

除了太陽系行星之外,目前已經發現成千上萬顆系外行星,天文學家希望在這些系外行星中,也能找到適合生命生存的環境。一項新的研究試著透過計算系外行星的塵埃,來推論系外生命存在的可能性。

這類空氣中懸浮的塵埃,是由行星表面吹起的碳矽酸鹽形成,目前對系外行星氣候系統模擬雖然不會考慮這類塵埃,但研究人員認為,這類塵埃對系外行星是否能夠存在生命,是具有重大影響性。研究團隊針對被潮汐鎖定的系外行星,進行塵埃對行星影響的模擬。這類的系外行星總是同一側對著他的母恆星,永晝的半球因塵埃而降溫,而永夜的半球因塵埃而加溫。

英國氣象局和艾希特大學的研究員表示「在地球與火星上,沙塵暴對星球表面同時存在冷卻及加溫作用,而冷卻作用的效果通常比較明顯一點」,但針對同步軌道的行星來說,這些效果是非常不同的。這類行星永夜的半球,加熱效果更為凸顯,且在永晝的半球,冷卻的效果也被強化了,如此作用將減緩該其極端溫度的現象,這有助於使行星變得更適合生命居住。

研究人員還發現,系外行星靠近母恆星的一端,塵埃有助於形成一個回饋的循環,延遲行星表面水的流失,否則水會因為增溫而蒸發;而離母恆星較遠的一端,塵埃透過吸收並發射紅外線,而產生增溫作用。最終,塵埃所產生的影響取決於許多因素,包含陸地與海洋的平衡及其大氣的結構。

研究人員表示,未來系外行星的建模將考量這些因素,但也承認考量塵埃因素後,可能導致一些關鍵的生物指標被掩蓋,例如常被用來評估行星是否有能力供應生物生存的水蒸氣與氧氣等指標。東英格蘭大學環境科學家也表示「空氣中的塵埃可能使行星成為適合生物生存的環境,但也可能使我們無法在這些系外行星上尋找到生命跡象」。

研究人員表示,地球的塵埃對氣候變遷有重要的影響,且透過模式來預報。因此,將其視為尋找系外行星生命的因素,這意味著有更多系外行星值得被仔細研究。

當然,進行遙遠系外行星的研究是一項艱鉅的挑戰,但隨著望遠鏡改善及電腦計算能力的精進,將變得更容易識別系外行星是否可能存在生命。

系外行星是否處於適居帶,必須符合條件包含:不能太熱,導致水被完全蒸發;也不能太冷,以至於地表的水完全結凍;另外,岩石行星也被認為具有最大隱藏生命的可能性。

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