广义米兰科维奇周期与长期气候宜居性

尽管地球的轨道从未远离圆形，但围绕其他恒星的类地行星可能会经历显著的偏心率变化，从而导致气候变化，包括可能的“相变”，如雪球转变（或其相反）。有证据表明，在过去十亿年中，地球至少经历过一次全球冰冻的“雪球”状态，人们认为它在数百万年后才脱离该状态，因为全球冰盖关闭了碳酸盐-硅酸盐循环，从而使温室气体积累到足以融化冰层的浓度。由于冰雪的高反照率引起的正反馈，容易陷入雪球状态可能是具有承载生命能力的富水行星的一个普遍特征。本文有两个主要方向。首先，我们重新审视一维能量平衡气候模型，将其作为探测系外行星可能气候的工具，研究此类模型的维度缩放，并引入一种简单的算法来处理全球冰冻行星上冰层的融化。我们表明，如果一颗类地行星经历幅度足够大的米兰科维奇式偏心率振荡，它可以从雪球状态中融化出来。其次，我们研究了类地行星由于巨行星伴星的引力影响可能经历的偏心率变化类型。我们表明，一颗轨道足够偏心的巨行星可以激发宜居类地行星轨道上的极端偏心率振荡。更一般地说，这两个结果表明，类地行星的长期宜居性（以及天文可观测特征）可能取决于其所处行星系统的详细架构。