从开放海洋到冰雪世界的转换。图中白色表示冰雪，蓝色表示海洋。杨军供图
海冰流动（箭头）、海冰生长对应的放热（黄色）和海冰融化对应的吸热（蓝色）。
红色点为星下点位置，横轴为经度（0-360），纵轴为纬度（90S-90N）。杨军供图
人类一直寻找的地球“备胎”真能“上位”吗？一项最新的研究表明，“备胎”有可能变“雪球”。9月24日，北京大学物理学院助理教授杨军等人在《自然—天文学》发文，揭示了海冰流动如何影响太阳系外行星的宜居程度。
迄今为止，人们发现太阳系外的“疑似宜居行星”约有20颗，它们与地球大小相当、接收的恒星辐射与地球相近，且地表能以长期维持液态水的形式存在。这些因素是判断系外行星宜居与否的重要依据。
但与地球不同的是，这些行星大多围着红矮星公转。这些红矮星质量比太阳小、温度比太阳低，对行星的“吸引力”较大。“因此这类行星受到的潮汐引力非常强，其轨道很容易进入潮汐锁相状态。”杨军介绍。
何为潮汐锁相？即行星永远只有一半能接受到恒星的辐照辐射，而另一半则处于“永久黑夜”中。这将导致行星表面只有向阳面存在开放海洋，从而为光合作用生物提供理想生存环境。
但通过建立气候模型模拟，研究人员发现，行星上的海冰流动作用无法让开放海洋区域稳定存在：在背阳面生长的海冰被风和海流输送到向阳面，使得地表反照率升高，并且通过冰雪融化吸热导致地表温度不断降低，直到整片海洋都被冰雪覆盖。
“备胎上位”的问题还悬而未决。未来，研究者还将就系外行星上的海洋环流与冰川流动等问题展开研究。
相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41550-019-0883-z
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