荷兰天文学家开发新模型可以预测系外行星的碳循环存在

在寻找太阳系外行星上的生命时，天文学家没有拍照的奢望，因为现时的望远镜远没有达到所需的分辨率。 系外行星实在太小和太远。 但是，行星的大气层会在穿过它的星光光谱中留下大量的信息。 实际上，我们望远镜的光谱分辨率足以说明这一点。 这样，天文学家可以确定系外行星大气中存在的物质。 在寻找生命中，由于二氧化碳在碳循环对升温和降温都有抑制作用。 由于这个周期，在过去的数十亿年中，地球一直保持着宜居的温度，而太阳的亮度却提高20%。

荷兰太空研究所（Netherlands Institute for Space Research，简称 SRON）的科学家现在已经开发出一种模型，只要存在碳循环，该模型就可以将系外行星的质量和核心尺寸与大气中的二氧化碳量耦合。 因此，当我们使用望远镜对系外行星的这三个因素进行量化时，该模型会告诉我们它是否具有碳循环。 行星的质量和核心尺寸是一个重要因素，因为它们对板块构造具有强烈影响，而板块构造在碳循环中起着关键作用。

碳循环对温度变化具有抑制作用，因为行星在变暖时会吸收更多的二氧化碳，从而减少温室效应。 当天气变凉时，情况刚刚相反。 碳循环的第一步是风化：岩石与二氧化碳和雨水反应形成碳酸氢盐。 碳以沉积岩的形式沉积在海床上，而一小部分碳则以残留产物的形式溶解在海水中。 然后，板块构造将沉积岩运到地幔。 接下来，火山将沉积岩中的二氧化碳释放回大气之中。

马克·奥斯特卢（Mark Oosterloo）说：「我们根本不知道还有其它行星具有板块构造和碳循环。 在我们的太阳系中，地球是唯一的一颗发现有碳循环的行星。 我们希望建立的模型可以为发现具有碳循环的系外行星做出贡献，从而可能有助于发现生命。 」

【图：美国太空总署;文：节译自荷兰太空研究所2021年5月3日新闻公布】研究全文刊登在2021年3月5日出版的《天文学天体物理学报》

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