彗星撞潮汐鎖定系外地球 模擬揭氣候劇變與水源可能
如果有一顆彗星撞上了另一個類似地球的行星，會發生什麼事？英國一項最新研究模擬了這樣的劇情，對象是一顆與地球相似、但永遠只有一面朝向恆星的「潮汐鎖定」行星。結果發現，即使是一顆不算太大的冰彗星，也能在大氣中引發劇烈變化，甚至影響長達 20 年。
這類潮汐鎖定的行星並不罕見，像距離地球約 40 光年的 TRAPPIST-1 系統，就有數顆行星符合這類特性。其中的 TRAPPIST-1e 是一顆可能擁有液態水、具備生命潛力的熱門候選行星。
研究團隊假設一顆約 2.5 公里寬、主要由「冰」組成的彗星，以垂直角度衝進這樣一顆行星的大氣層。模擬顯示，彗星會在穿越大氣時因高速摩擦而加熱、解體，把水分與能量釋放到高空中，改變整個大氣層的水氣含量。在撞擊後的前幾個月，水氣在高空濃度暴增，在中層大氣中甚至能持續超過 15 年。
這不只是理論上的數字遊戲。研究人員指出，像詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST）或未來的可居住世界天文台（HWO）等高解析度望遠鏡，可能真的能「看到」這樣的撞擊效應，例如行星大氣中水氣或溫度分布的突變。
撞擊前水氣在高空濃度暴增，能持續超過 15 年
這樣的彗星不只能引發氣候劇變，也可能在某些情況下為行星帶來水，成為外星「海洋」的起源。研究主筆 Sainsbury-Martinez 表示，下一步他們將模擬非潮汐鎖定行星遇上彗星時的氣候反應，以了解行星自轉對撞擊結果的差異。
這項研究不但讓我們對系外行星的氣候演化有了新想像，也提供了一種全新的方式，讓天文學家透過觀測大氣擾動，找到外星生命的線索。相關發現刊登在最新一期的《天文物理學》。
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首圖來源：Hubble Space Telescope Comet Team, NASA (CC BY 4.0)
圖片來源：The Astrophysical Journal(CC BY 4.0)
參考論文：
1、The Response of Planetary Atmospheres to the Impact of Icy Comets. I. Tidally Locked Exo-EarthsThe Astrophysical Journal