火山氢气宜居带
地球与行星天体物理
2017-03-01 v1
摘要
经典宜居带是恒星周围的一个环形区域，在该区域内岩质行星表面可能存在液态水。传统N2-CO2-H2O宜居带的外缘在我们的太阳系中延伸至近1.7 AU，超出此距离后CO2的凝结和散射效应会超过其温室能力。本文中，我们表明位于外缘附近的行星上大气H2的火山排气可将宜居带扩展至我们太阳系中约2.4 AU处。只要火山H2输出抵消其从大气顶部的逃逸，这一更宽的火山氢气宜居带（N2-CO2-H2O-H2）便可维持。我们使用单柱辐射-对流气候模型，在假设扩散限制大气逃逸的条件下，计算了氢气浓度在1%至50%之间时这一火山氢气宜居带的宜居带界限。当氢气浓度为50%时，对于M型到A型恒星，维持外缘所需的有效恒星通量降低约35%至60%，相应的轨道距离增加约30%至60%。该宜居带的内缘相对于经典宜居带仅向外移动约0.1%至4%，因为在稠密的H2O大气中H2的增温效应减弱。此类火山H2大气在宜居带外缘附近的大气标高也增加，有利于远程探测大气特征。
引用
@article{arxiv.1702.08618,
title = {A Volcanic Hydrogen Habitable Zone},
author = {Ramses Ramirez and Lisa Kaltenegger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.08618},
year = {2017}
}
备注
13 pages, 3 figures, 2 tables (published in The Astrophysical Journal Letters)