复杂生命的有限宜居带
地球与行星天体物理
2019-06-11 v2
摘要
宜居带（HZ）通常定义为主星周围一定距离范围，在该范围内行星表面可能存在对生命至关重要的液态水。对于HZ的大部分区域，维持温和温度需要比地球现代大气中多得多的CO2，外缘需要数巴。然而，地球上大多数复杂需氧生命受限于仅零点几巴的CO2浓度。与此同时，传统HZ中的大多数系外行星邻近M矮星，M矮星比类太阳G矮星数量更多，但预计会在绕行行星大气中促成更高丰度的有毒气体，如一氧化碳（CO）。在此我们表明，复杂需氧生命的HZ可能相对于微生物生命受限。我们使用一维辐射-对流气候和光化学模型，基于一系列生物已知的毒性极限，作为概念验证划定了复杂生命宜居带（HZCL）。我们发现，对于0.01、0.1和1巴的CO2耐受度，类太阳星的HZCL宽度仅分别为传统HZ的21%、32%和50%，且CO浓度可能限制最冷M矮星整个HZ中的某些复杂生命。这些结果揭示了宇宙中复杂生命的可能分布，并对系外生物标志和科技标志的搜寻具有重要影响。
引用
@article{arxiv.1902.04720,
title = {A Limited Habitable Zone for Complex Life},
author = {Edward W. Schwieterman and Christopher T. Reinhard and Stephanie L. Olson and Chester E. Harman and Timothy W. Lyons},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.04720},
year = {2019}
}
备注
Revised including additional discussion. Published Gold OA in ApJ. 9 pages, 5 figures, 5 tables