类地行星绕 FGK 型恒星运行的冰覆盖情况

绕 FGK 型恒星运行的宜居行星的光度和光谱特征可能受表面冰覆盖的调制。为估计其出现频率与位置，我们使用一维能量平衡模型模拟了假想行星的气候，并假定这些行星具有类似于现代地球的性质（质量、地理、大气）。我们首先模拟了具有固定自转轴和圆轨道的行星，发现绝大多数（>90%）具有宜居表面的行星无冰覆盖。对于具有部分冰覆盖的行星，冰盖（位于极地的年际冰）的参数空间与“冰带”（位于赤道的年际冰）大致相当，但冰带仅能在陆地上持续存在。随后我们进行了模拟，通过施加一系列频率和振幅的正弦轨道与自转振荡，来模仿其他行星的扰动。我们假设初始无冰表面，并将初始偏心率分布设为与已知系外行星一致，而初始转轴倾角分布符合行星形成预测，即倾向于 90 度。对于这些动态情形，我们再次发现，在冰反照率的多种假设下，约 90% 的宜居行星表面无冰。绕 F 型矮星运行的行星出现冰盖的可能性是冰带的三倍，但绕 K 和 G 型矮星运行的行星出现冰带的可能性是冰盖的两倍。在某些情况下，行星表面冰可在赤道与极区之间循环。未来对宜居行星的直接成像巡天或可检验这些预测。