[科普中國(guó)]-北大最新科研成果：冰行星或冰衛(wèi)星將來(lái)可能非宜居

新華社北京８月３日電（記者 魏夢(mèng)佳）北京大學(xué)物理學(xué)院大氣與海洋科學(xué)系教授及其合作者近日在行星氣候演化和宜居性研究中取得重要成果，并發(fā)表于權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然－地球科學(xué)》上。這項(xiàng)研究顯示，冰行星或冰衛(wèi)星很可能在將來(lái)是非宜居的。這一論斷改變了科學(xué)家過(guò)去關(guān)于冰行星和冰衛(wèi)星氣候演化及其宜居性的認(rèn)知。

生命存在的首要條件是液態(tài)水，而一顆行星是否適宜生命生存取決于其表面溫度能否維持液態(tài)水。以太陽(yáng)系為例，金星太熱，火星又太冷，均不適宜生命存在，而地球表面有液態(tài)水存在，因此宜居。而位于火星位置以外的固態(tài)星體，如冥王星以及木星和土星的部分衛(wèi)星等，其成分主要以水分為主，但因溫度太低，水分均以冰的形式存在，這類(lèi)星體被稱作冰行星或冰衛(wèi)星。

據(jù)了解，根據(jù)恒星演化理論，一顆恒星在其演化過(guò)程中，因其內(nèi)部核聚變反應(yīng)愈來(lái)愈強(qiáng)，其向外的輻射能量愈來(lái)愈強(qiáng)。過(guò)去，學(xué)者們通常認(rèn)為，隨著恒星輻射增強(qiáng)，原來(lái)的冰行星或冰衛(wèi)星最終會(huì)融化而形成液態(tài)水，從而適宜生命存在。但是，北大物理學(xué)院大氣與海洋科學(xué)系楊軍、胡永云教授所帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)卻根據(jù)理論研究和大量的數(shù)值模擬提出：這些冰行星或冰衛(wèi)星很可能在將來(lái)是非宜居的。

科研團(tuán)隊(duì)的結(jié)果表明，隨著恒星輻射增強(qiáng)，冰行星或冰衛(wèi)星將直接進(jìn)入極端炎熱的溫室逃逸狀態(tài)，也就是說(shuō)，它們的表面溫度將升高到１００攝氏度以上，液態(tài)水因而無(wú)法存在，生命也將無(wú)法存在。

研究人員認(rèn)為，冰行星或衛(wèi)星的氣候狀態(tài)之所以發(fā)生突變，是因?yàn)槠浔砻娣瓷浜阈禽椛淠芰眲〗档秃痛髿鉁厥倚?yīng)的急劇增強(qiáng)。冰雪能夠把６０％以上的恒星輻射反射回太空，而液態(tài)水僅反射不足１０％的恒星輻射。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輻射的能力大大增強(qiáng)，從而導(dǎo)致地表溫度急劇升高。

此外，冰雪融化后，大量水汽進(jìn)入大氣，水汽的強(qiáng)溫室效應(yīng)也將使地表溫度進(jìn)一步升高。在水汽正反饋效應(yīng)的作用下，液態(tài)水將完全蒸發(fā)進(jìn)入大氣并被光解、最終逃逸到太空。

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