系外惑星における生命存在可能性の検討:液体の水を保持できる惑星の条件

检查系外行星上存在生命的可能性：可以容纳液态水的行星的条件

• 批准号: 04J11372
• 负责人: 濱野 景子
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J11372/
• 关键词: 衝突による大気のはぎ取り; 揮発性元素の供給; 衝突蒸発雲; 隕石重爆撃期; 衝突脱ガス; 惑星表層への水の供給; 惑星大気量の変遷; 惑星大気進化; 衝突蒸気雲; 液体の水の存在条件; 惑星大気量; 衝突フラックス

衝突時に生成した蒸気雲の膨張に伴う大気・蒸気雲の流体学的な振る舞いを二次元軸対称の流体計算を行い調べ,惑星大気の散逸量と揮発性成分の残存量とを様々なパラメータ,特に衝突天体質量・エネルギーや惑星大気圧,について系統的に調べた.その結果得られた各種パラメータとの関係式を元に,適当な衝突フラックスを用いて,隕石重爆撃期の多数の隕石/彗星の衝突が大気の進化に与えた影響を検討した.その結果,惑星の大気量・組成に与えた影響として以下の二つのモードが存在することがわかった:(a)衝突天体の組成に関わらず,元々の惑星大気によって大気量・組成が決定するモード.(b)元々の惑星大気に関わらず,衝突天体の組成のみで大気量・組成が決定するモード.モード(a)では重爆撃期後も惑星大気の組成はその前とほぼ変わらず,大気量の増減も元々の大気量で決定される.一方,モード(b)では大気組成は重爆撃期中に衝突天体中のvolatileによって決定されるため,重爆撃期の前後で大気組成が全く異なる可能性がある.大気量は大気散逸と揮発性元素の供給のバランスによってある一定の大気圧に保たれる.この全く異なる二つのモードのどちらに属するかを支配する重要なパラメータは,隕石重爆撃期の衝突天体の総質量とその組成(特にvolatile量),の二つである.実際に初期の火星について検討したところ,小惑星帯からの隕石や木星領域からの彗星の衝突では衝突フラックスの不確定性の範囲内でどちらのモードにも入りうることがわかった.しかしオールト雲からの彗星による衝突の場合には,衝突速度が非常に高速(5km/s-70km/s)であることによって,彗星自体はほとんど残らず散逸してしまう.その結果,例え残存した彗星全てが惑星大気に供給されてもモード(b)には入れず,重爆撃期直後はそれ以前と比べ組成の変化は生じなかったと推察される.

通过二维轴对称流体计算，研究了与碰撞过程中产生的蒸气云相关的大气和蒸汽云的流体动力行为，并且系统地研究了各种参数，尤其是影响了各种参数，尤其是影响了各种参数。基于获得的各种参数之间的关系，我们研究了重型轰炸期间许多陨石/彗星对使用适当碰撞通量的大气进化的影响的影响。结果，获得了地球的大气。已经发现，以下两种模式是对数量和组成的影响：（a）大气体积和组成由原始行星的大气决定的模式，无论碰撞对象的组成如何。 （b）大气体积和组成由碰撞对象的组成决定的模式，无论碰撞对象的组成如何。在模式（a）中，行星大气的组成几乎与以前几乎相同，并且大气中的增加或减少取决于原始大气层。在模式（b）中，大气组成在重型轰炸期间在碰撞物体中。根据挥发性的挥发性确定，大气成分在重型轰炸期之前和之后可能完全不同。由于大气分散与挥发性元件的供应之间的平衡，大气体积保持在一定的大气压下。关于这两个完全不同模式中哪种的两个重要参数是陨石沉重轰炸时期的总质量及其组成（尤其是挥发性的量）。实际上，我们已经研究了火星，发现小行星带的陨石和木星地区。发现碰撞中的彗星可以在碰撞通量不确定性内进入任何一种模式。但是，在Oort云的彗星的情况下，碰撞速度非常高（5km/s-70km/s），因此彗星本身几乎完全消散。结果，即使将所有剩余的彗星供应到地球的大气中，据估计，与以前相比，重型轰炸期后的组成立即没有变化。