詹姆斯?韦伯太空望远镜通过大气分析能锁定地外海洋世界

北京时间7月21日上午，一项新发现使美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜能够确定地外行星中陆地和海洋的面积比。

最新的模拟实验假设了系外行星的大气条件，可能有助于詹姆斯·韦伯太空望远镜完成深入探索，并揭示系外行星是否有能力容纳生命的重要线索。

最新的研究表明，任何可能与地球相似的岩石行星的气候特征很大程度上取决于行星面对主星一侧陆地和海洋的大小和位置虽然望远镜目前仍缺乏巡天系外行星表面分辨率的能力，但这一发现可以帮助天文学家通过大气光谱分析获得关于行星表面的相关结论

这项研究的负责人，加拿大多伦多大学物理系研究生伊芙琳·麦克唐纳表示，我们的研究表明，类地行星上的土地分布对其气候有很大影响，这将有助于天文学家使用詹姆斯·韦伯太空望远镜等仪器观测地外行星，从而更好地解释他们看到的天体的特征。

Evelyn和她的同事使用了一种叫做ExoPlaSim的气候模拟技术来模拟陆地和海洋的数量和分布，然后了解这种特征如何影响潮汐锁定的气候。

潮汐锁定与主星保持同步自转，这意味着它绕轴自转与绕星自转需要相同的时间所以，当行星以同样的速度自转时，总是有一面朝向主星，这和月球总是保持同一面朝向地球的现象是一样的

据报道，围绕红矮星运行的岩石行星特别容易受到潮汐锁定的影响，因为红矮星系统通常是紧凑的，行星距离恒星非常近虽然它们靠近主星，但这些行星可能处于可居住区——行星与主星保持适当的距离，以便液态水可以在表面存在，红矮星的表面温度较低，约为3500摄氏度，比太阳低约2000摄氏度

绕恒星运行几天，会让它们更容易受到恒星的引力锁定可是，这种所谓的潮汐锁定并不意味着行星的近半球持续白天，远半球持续夜晚因此，行星的可居住性还取决于它将热量从昼侧重新分配到夜侧的能力，这将导致行星表面不会过热或过冷

Evelyn和她的同事模拟了两个假设的行星:一个是亚星点是一个被海洋包围的圆形大陆，另一种是亚星点是一个被陆地包围的圆形海洋之后，他们在每个假设的行星条件下改变陆地和海洋的数量，以观察它如何影响行星的气候特征

这些模型表明，在一个潮汐锁定的行星中，全球平均温度更多地取决于陆地面积，而不是陆地的位置在模拟测试中，太阳半球陆地面积较多的行星，无论是中央亚星点，还是围绕某个亚星点的海洋，其表面平均温度上升约20摄氏度

此外，陆地面积越大，恒星照射的面积就越大，行星的大气就会干热这是因为更多土地的存在意味着更少的地表水蒸发到大气中，这也导致了更少的降水伊夫林说，所以在这种情况下，这片土地很可能是沙漠气候一般来说，世界上表面温度最高，大气水汽最多的行星，其海洋位于一天的中心，处于行星表面温度较低的区域

逐渐增加的大气水汽会导致更多的云形成，因为水汽是一种温室气体，它使大气更有能力吸收热量并将其输送到地球的另一个半球由于詹姆斯·韦伯太空望远镜的科学目标之一是分析邻近系外行星的大气特征，并试图确定它们是否适合生命存在，这项最新研究将有助于韦伯太空望远镜进一步勘测此类行星，并揭示它们是干燥的沙漠还是有陆地和海洋的宜居世界目前，这份最新研究报告发表在2022年6月的《皇家天文学会月刊》上