论 M 型矮星行星的生物宜居性

近期在 Proxima Centauri、Trappist-1 及许多其他邻近 M 型恒星的宜居带中探测到地球大小行星，引发了这些行星上是否实际存在液态水与生命的推测。答案在很大程度上取决于它们尚未知晓的大气层，不过这在不久的将来可能通过 JWST、ELT 及其他规划中的望远镜观测到。我们在 M 型恒星行星的大气特性、热传输与辐照背景下考量其宜居性。我们摒弃传统的宜居带定义，界定生物宜居带，即液态水与复杂有机分子可在行星表面至少部分区域存活的地带。大气对温度的影响以加热因子（温室加热、恒星辐照、反照率等的组合）与热再分布（水平能量传输）来量化。我们依据这两因子探究生物宜居域（行星可维持表面液态水与有机物之处）。结果表明，绕 M 型恒星运行的行星在宽泛的大气特性范围内，其表面至少部分区域可能具有生命支撑温度。我们将此分析应用于 Proxima b 与 Trappist-1 系统。最后我们讨论其对生物印记搜寻的启示，并展示如何用以估算光合作用与生物行星的丰度。