天文学家继续在小小的红色太阳周围发现潜在的宜居世界。但是这些世界几乎可以肯定被潮汐锁定,行星的一侧向来面对着太阳。这对这些外星球的生命构成了严重的挑战,但是新的研究提出了一种使这些太阳更均匀地冷却的方法:洋流绕地球旋转的速度快于它们自转的速度。
我们在那里发现了许多系外行星。有了NASA的开普勒飞行任务(宇宙望远镜去世后,其数据库仍然硕果累累),该机构的过动系外行星勘测卫星和数十次地基飞行任务,天文学家们发现了一个又一个绕着地球运行的遥远太阳。最后目标是:找到一颗与地球类似的行星,并在适当的距离上绕恒星般的太阳运行,以使该行星从其太阳接收的热量足以融化冰块,但又不会太热,无法将其煮沸。
这是“宜居区域”,每个太阳周围的区域,液态水可以保持良好的液态。尽管我们还没有找到确切的地球副本,但我们已经接近:行星的大小大约与我们自己的大小相同,在宜居区域内运行,但环绕着矮小的红色矮星。
一方面,这是令人惊奇的,因为红矮星是迄今为止银河系中最常见的太阳,因此在许多宜居区域中必然有数十颗行星。但是另一方面,由于潮汐锁定技术,这让人感到沮丧。
当一个小物体绕着一个大物体运行时(例如,地球周围的月球或太阳周围的行星),较大的物体将在较小的物体上引发潮汐。(从技术上讲,较小的物体也会在较大的物体上引起潮汐,但是它们并不那么主要,因此我们现在不必担心。)有了这些额外的潮汐肿块,较小的物体将逐渐形成偏斜的偏好。 没有得到它想要的任何旧旋转,它将最后“锁定”。
这种锁定迫使小物体旋转以匹配其绕大物体的轨道。您可以通过看满月来看到结果:由于月亮被潮汐锁定在地球上,因此它始终向我们呈现出相同的面孔,直到宇宙时代我们才干够瞥见它的背面。
潮汐锁定是一生的坏消息。如果您正在绕着红色矮星运行的行星上,那么它的光线是如此微弱,以至于您需要被砸向那颗太阳才干进入其宜居区域。足够靠近以至于您将被整齐地锁定。这意味着地球的一侧将不断面对恒星,而另一侧将被锁定在永久性的午夜。
因此,即使平均而言,行星的温度可能会变弱,但一侧会太热而另一侧会太冷。
除非有一种方法可以将热量从热侧传递到冷侧。
由于地球的倾斜,我们的星球受到恒星的不均匀加热,因此,它试图通过风和洋流来平衡一切,而风和洋流不断地将热量从一个地方传导到另一个地方。
但是,为了有效地在潮汐锁定的行星上传递热量,这些洋流必须超级旋转-如果它们有可能变暖晚上并冷却白天,它们的挪移速度必须比行星自身的旋转速度快。边。
超旋转在行星大气中已经众所周知。例如,金星的大气层每四地球天在地表附近鞭打一次,而地表本身则需要懒散的243乾坤球来完成一次旋转。土星最大的卫星土卫六可能具有超旋转的气氛。它甚至发生在地球上:赤道上方的高空风有时能够超旋转。
超级旋转的气氛很棒,但在传热方面,真正的问题不是空气,而是水。如果潮汐锁定的系外行星真正想要保持和气,它的洋流最好快速挪移。
这正是最近浮现在预印本杂志arXiv上的一项新研究开始进行的研究。这项研究有一些好消息要报告:根据情况,潮汐锁定的系外行星有能力进行海洋超旋转。
根据这项研究,外星海洋中的超旋转最初是由强风驱动,然后被海洋中的深水波放大。这些波被称为开尔文波和罗斯比波,是旋转行星上任何海洋(包括地球)所共有的,它们负责形成很大的压力系统和射流。
在潮汐锁定的行星上,采纳相同的物理原理,并且这些波相互放大以驱动大量的水流,其速度比行星自身的旋转速度快。
研究人员发现,这些超旋转电流仅在赤道才有可能发生,并且自然会由于各种未知因素而变得混乱。举例来说,如果有足够大的大陆,它可以阻挠当前的死角。如果行星倾斜或海洋太浅,那也可以防止超旋转的发生。
但是,潮汐锁定的系外行星上的洋流超旋转固然是可能的,这可以缓解那些系外行星上任何关于外星生命的希翼和梦想。他们的大气层和海洋越能在这些世界之间传递热量,生活就越有可能蓬勃进展。