利用能量平衡模型探索 TRAPPIST-1 的气候状态

本文提出了一个配置用于研究环绕低质量恒星的宜居类地行星的 HEXTOR 能量平衡模型版本。该模型针对使用纬度坐标的快速自转类地行星进行了验证，显示了预期的双稳态模式。随后对该模型应用潮汐锁定坐标变换，并将其校准以匹配 TRAPPIST-1 e 的大气环流模型集合中表面最低、平均和最高温度的均值。该校准后的能量平衡模型被用于表征此类同步自转行星在入射辐射和二氧化碳分压参数空间中可能的气候状态。这些计算表明，除非二氧化碳分压约为 1 bar 或更高，否则 TRAPPIST-1 e 处于部分冰盖状态，而 TRAPPIST-1 f 处于完全冰盖状态。该方法证明了简化的一维模型能够研究同步自转类地行星的气候，从而有助于引导更复杂的模型和观测指向最令人感兴趣的目标。