潮汐锁定系外行星大气塌陷与宜居性

悬浮于M型恒星上的陆类系外行星的宜居性是搜寻地外生命的关键议题。这些行星的气候与地球截然不同，由于可能存在潮汐锁定，导致日侧温度升高、夜侧温度降低，由此造成不均匀的星际辐照。对于潮汐锁定在宜居区外缘的行星，虽然经典宜居区定义要求厚厚的CO2大气，但CO2可在表面凝结，导致温室效应减弱。然而，日侧永久的星际辐照可能维持一定范围的液态水面。大气塌陷的开始以及表面液态水的持续存在取决于全球热力学再分配，这受大气质量、星际辐照和温室效应等因素的影响。在本研究中，我们使用三维全球气候模型考察大气塌陷对日侧表面液态水存在的影响。我们的结果表明，尽管大气塌陷发生，表面液态水仍可能逆转地持续存在。这是因为大气CO2的丢失不仅削弱了温室效应，还削弱了日夜热力学传输，导致日侧太阳能输入能量向夜侧的再分配减少。虽然大气塌陷通常被视为维持宜居气候的障碍，但我们的发现表明它可能在维持潮汐锁定行星表面液态水方面发挥积极作用。本工作为大气塌陷与行星宜居性之间的关系提供了新的视角。