比邻星 b 的宜居性 I：演化情景

我们分析了潜在宜居行星比邻星 b 的演化，以确定影响其长期宜居性的环境因素。我们考虑了从星系尺度到恒星系统再到行星核心的物理过程。我们发现，比邻星与其伴星半人马座 α 星 A 和 B 发生近距离交会的概率很大，足以破坏一个扩展的行星系统。如果该系统如发现数据所暗示的那样存在一颗额外的行星，那么它可能会扰动行星 b 的偏心率和轨道倾角，即使存在强潮汐阻尼，也可能将这些参数驱动至非零值。我们还模拟了该行星的内部演化，评估了不同放射性元素丰度和潮汐加热的作用，发现磁场产生可能持续数十亿年。我们发现，如果行星 b 是原位形成的，那么在恒星形成收缩期间，它经历了 1.69 ± 0.13 亿年的失控温室效应阶段。这一早期阶段可能移除多达现代地球海洋水量 5 倍的水，可能产生一个巨大的非生物氧气大气层。另一方面，如果比邻星 b 形成时拥有一个可观的氢大气层（占行星质量的 0.01% - 1%），那么这个包层可能在水被吹离之前保护了水足够长的时间，使其得以保留。在对这一系列广泛的过程进行建模后，我们得出结论，在主序前阶段宿主恒星导致的水流失是比邻星 b 宜居性的最大障碍。这些结果均通过一个名为 VPLANET 的新软件包获得。