陸地面積如何影響系外行星的適居性

在銀河系中，超過八成的恆星數屬於M型紅矮星，科學家認為其中六分之一的系統至少有一顆類地行星位於它們的適居帶中，不過位在適居帶並不能保證系外行星的適居性。

適居帶的定義是行星系統中，距離母恆星適當距離的範圍，該範圍內輻射功率適當，使液態水有機會保存下來。不過M型紅矮星光度遠低我們的太陽，適居帶多非常接近母恆星，容易使行星「潮汐鎖定」，受重力影響始終以同一面面對母恆星，造成行星受光面不斷加熱，背光面則永遠被鎖定在冰封的黑暗中。

如果系外行星上有海洋，熱量就有機會通過洋流在行星上傳遞，而陸地的面積是否會影響熱量在行星上的流動？ 最近一項研究以半人馬座的比鄰星b，來模擬陸地的存在和規模如何影響系外類地行星的適居性。

比鄰星b距離我們僅4.2光年，是已知最接近的系外行星，可能被比鄰星潮汐鎖定，並被推測有海洋覆蓋。研究人員以模型推演一系列大小不同的陸地，從行星表面佔比0%至40%，放置在行星的受光面（因行星質量分布不均經長時間演化的趨向），發現陸地的面積與熱傳輸效率呈負相關。儘管如此，在陸地佔比40%的模型中，熱循環及生物所需養分的循環也都得以維持。

這份研究顯示陸地面積佔比不會扼殺像比鄰星b這樣位在適居帶，受潮汐鎖定，但可能具有海洋的行星的適居性。這個答案待詹姆斯·韋伯（James Webb）太空望遠鏡升空後進行更多觀測將更清楚。

【圖：哈佛-史密松天體物理中心；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2020年6月11日出版的《天體物理學報》