科學家稱星系宜居帶範圍或大於估算30%

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【大紀元2011年11月17日訊】(大紀元記者汪宏量編譯報導)近日,美國科學家研究認為,圍繞一些恆星存在的所謂「宜居帶」範圍可能要比先前的估算大30%左右。這個觀點是基於對紅矮星的研究得出的。如果這一說法得到證實,這將極大地增加星系中存在宜居行星的可能性。

據每日銀河(dailygalaxy)11月15日報導,美國科學家日前表示,紅矮星周圍的「宜居帶」範圍,可能要比先前估算的大30%左右。

兩位美國科學家馬諾傑•喬西(ManojJoshi)博士和羅伯特•哈勃勒(RobertHaberle)博士,針對圍繞紅矮星運行的行星進行研究,分析了行星表面對紅矮星輻射的反射特點之後,提出了這一設想。

紅矮星宜居帶外緣邊界向外推移10%至30%

儘管人類對於太空的觀測能力突飛猛進,但是,到目前為止,人類仍然只能靠猜測去想像太陽系外的那些行星究竟處於何種狀況:它們表面的海陸分佈狀況如何?有多少冰雪覆蓋量?但是現在,科學家已經在一些紅矮星周圍發現了行星存在的證據。

美國科學家用兩顆紅矮星Gliese436和GJ1214來研究,計算其長波輻射對一顆鄰近的地表溫度約為200k(約合-73.15攝氏度)的行星表面的反射率。

這一溫度值是在一個大氣壓下二氧化碳的凝結溫度,它常常會被研究人員用作一種度量指標,來劃定星系宜居帶的外緣邊界:如果某顆行星落在這一範圍之外,那麼它的表面溫度就太低了,生命或許無法在它的表面生存。

科學家們發現,當將長波輻射對冰雪反射率產生的影響考慮在內時,那些被大量冰雪覆蓋的行星表面溫度,將高於先前估算的溫度。而且,這種影響是非常明顯的,以至於一旦將這種效應計算在內,整個宜居帶外緣邊界將從目前的位置整體向外推移10%至30%。

喬西說:「先前的研究中,我們都沒有將這種冰雪反射率變化產生的微細效應考慮在內,現在,我們對於其效應如此顯著感到吃驚。」

研究紅矮星周圍的宜居帶範圍非常重要

紅矮星是一類小質量恆星,其溫度較之以太陽為代表的光譜型為G的「中等個頭」恆星要低,因此其輻射能量主要集中在更長的波段範圍內。

當紅矮星光線輻射到被冰雪覆蓋的行星表面時,這些波段的輻射能大部份被冰雪吸收,較小一部份被反射。因此,行星表面將被加熱,行星表面覆蓋的一部份冰雪將被融化,並產生液態水。而科學家們認為:液態水是存在生命必須的條件。

在銀河系中,紅矮星(光譜型為M)占所有恆星總數的80%,由於質量較小,所以,紅矮星的壽命極其漫長。因此,科學家認為,研究紅矮星周圍的宜居帶範圍是非常重要的工作。

行星表面的冰雪對長波輻射的反射率非常關鍵

科學家認為,研究這些行星表面的冰雪對長波輻射的反射率非常關鍵,因為這是構成所謂「正反饋機制」的重要一環。

如果行星表面的冰雪覆蓋量越多反射的輻射能就越多,那將導致行星散熱率增加,從而致使行星降溫,而這一過程又會反過來導致更多的冰雪出現,如此惡性循環。

與此相反,如果行星表面的一部份冰雪消融,就意味著行星對輻射光線的散熱率下降,行星將因此升溫,並導致更多的冰雪融化。

基於這些原因,任何可以降低行星表面冰雪對長波輻射的反射率的作用,都將具有積極的氣象學意義。這和地球上的情況是一樣的,儘管地球上的冰雪覆蓋面積很小,但是它對調節氣候的作用仍然不可小覷。

責任編輯:姜斌

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