系外行星Gl 581c和Gl 581d可能适合生命存在

beat365大氣與海洋科學系胡永雲教授與其碩士研究生丁峰關于系外行星Gl 581c和Gl 581d是否适合生命存在的研究結果發表在Astronomy & Astrophysics，526, A135 (2011)。

在深邃的太空中是否存在适合生命存在的類地行星一直是一個令人好奇的科學問題。截至2011年底，通過各種觀測技術發現的系外行星已超過500顆，但其中絕大部分是質量很大的氣态星球。2007年，在一顆紅矮星（Gliese 581）附近發現了兩顆質量相對較小的行星（Gl 581c和Gl 581d）。因為其最小質量分别大約是地球的5和8倍，天文學家估計這兩顆行星是固态類地行星或稱之為“超級地球”，并認為這兩顆行星是迄今為止所發現最有可能适宜生命存在的行星。

一顆行星是否适宜于生命存在取決于許多因素，其中最重要的因素之一是該行星的表面是否有液态水存在，也就是該行星的地表溫度必須高于水的冰點溫度（273 K），但低于溫室逃逸的阈值溫度（340 K）。行星的地表溫度不僅僅取決于行星與恒星之間的距離和恒星的輻照度，還取決于行星的大氣成分，行星大氣中溫室氣體的溫室效應可以大大地提高行星的地表溫度。為了研究Gl 581c和Gl 581d是否适合生命存在，胡永雲教授與丁峰同學使用真實大氣輻射-對流模式，仔細計算了這兩顆星球的地表溫度。他們的結果表明5-10個大氣壓的二氧化碳（CO2）便足以使Gl 581d的地表溫度高于273 K。考慮到Gl 581d的質量比地球大，所以，它完全有可能吸引如此厚重的CO2。因此，Gl 581d有可能是可适于生命存在的。而Gl 581c因距離恒星太近，即使很弱的溫室效應就可以使其表面溫度超出溫室逃逸的阈值溫度。所以，Gl 581c更類似于太陽系的金星。