利用三维气候模型评估TRAPPIST-1系统的宜居性
地球与行星天体物理
2018-04-03 v2
摘要
TRAPPIST-1系统为研究多颗类地太阳系外行星及其大气提供了非凡的机会。本文使用美国国家大气研究中心社区大气模型第4版来研究TRAPPIST-1系统中行星的可能气候与宜居性。我们假设这些行星为海洋覆盖的世界，大气由N2、CO2和H2O组成，并采用观测确定的轨道和地球物理性质。模型结果表明，内侧三颗行星（b、c和d）目前位于传统液态水宜居带的内边缘以内。因此，如果内侧行星上曾经存在水，它们可能经历了失控温室效应并将水散失到太空中，导致如今干燥无水。相反，外侧三颗行星（f、g和h）则位于最大CO2温室效应宜居带外边缘之外。模型结果表明，即使拥有高达30 bar的CO2大气，外侧行星也无法变暖，反而会进入雪球状态。中间的行星（e）是TRAPPIST-1系统中目前存在宜居海洋覆盖世界的最大希望。根据背景N2含量，行星e可以在0-2 bar CO2条件下维持至少部分宜居表面区域。对于一颗海洋覆盖的行星e，使用1 bar N2和0.4 bar CO2，或1.3 bar纯CO2大气，均可维持接近当今地球的表面温度。
引用
@article{arxiv.1703.05815,
title = {Assessing the Habitability of the TRAPPIST-1 System Using a 3D Climate Model},
author = {Eric T. Wolf},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.05815},
year = {2018}
}
备注
Submitted to ApJL, 5 figures, New version includes errata appended to the end