臭氧对系外行星有什么影响

随着我们发现越来越多的系外行星(目前总数已超过5,200颗)，我们继续尝试了解更多有关它们的信息。天体生物学家忙于分析它们的大气层，寻找任何能提供生命迹象的东西。

当然，完全可以想象，宇宙中充满了与我们截然不同的化学结构的生命，但我们经常会观察地球上的生命，以了解应该寻找什么。例如，在地球上，臭氧是通过光解分子氧的光解形成的，是生命的一个指标。

天文学家利用詹姆斯韦伯太空望远镜寻找位于恒星宜居带的行星，以确定其中是否存在臭氧以及臭氧对行星气候的影响。

令人着迷的是，迄今为止发现的425颗系外行星都位于其恒星的宜居带。在这个区域，行星上的气候可能非常适合维持生命。这些行星中有相当一部分的性质与地球相似，因此气候相当温和。

此外，它们似乎都围绕M型矮星运行，这意味着它们很可能受到潮汐自旋同步的影响(由于潮汐的影响，行星的一面可能会一直朝向恒星)。这种影响的一个方面是，白天和夜间的辐射可能会形成巨大反差，从而导致行星白天一侧产生强烈对流。

强对流可以驱动赤道地区周围的风，其速度持续快于地球自转速度。它还可以产生罗斯贝波，这种波自然出现在地球的海洋和大气中——在任何旋转的流体或气体中。这些因素共同控制着大气中化学物质的分布，特别是臭氧。

在地球大气层中，分子氧的存在是生命的指标，因为它主要由植物的光合作用产生。分子氧与大气中的氮碰撞产生臭氧，因此臭氧的存在是生物过程的指标。不过，系外行星大气层中的分子氧有可能中的分子氧可能是近紫外和远紫外不同比例的结果，这可能导致非生物的积累。

在由主要作者PaoloDeLuca及其团队发表的一篇论文中，研究人员报告了一项新研究，该研究现已发布在arXiv预印本服务器上。研究人员报告了他们对比邻星b的气候模型模拟结果。这颗地球大小的系外行星围绕红矮星比邻星运行，比邻星是距离我们最近的恒星，距离我们4.2光年。

他们报告称，詹姆斯·韦伯望远镜的发展极大地促进了潮汐锁定类地系外行星大气的分析。该团队透露，他们的气候模型(包括使用交互式臭氧)在全球范围内提高了平流层的温度。这反过来又引起了地表温度的区域变化，也降低了白天和夜晚之间的温度对比。

虽然该团队未能在系外行星上发现生命，但这并不是他们的本意。他们所取得的成就是利用詹姆斯·韦伯太空望远镜了解系外行星的大气层、导致大气臭氧的一些过程以及对温度的影响。