由于天空中有两个太阳，《星球大战》电影中的英雄卢克·天行者的家园——塔图因被描绘成一个巨大的、干燥的沙漠。在现实生活中，科学家们从NASA的开普勒太空望远镜等观测站了解到，双星系统可以支持行星，但迄今为止在双星系统中发现的行星都是大型和气态的。所以问题仍然存在： 如果一颗地球大小的类地行星围绕两个太阳运行，它能支持生命吗？

现在，《自然·通讯》杂志上的一项研究发现，如果一颗围绕两颗恒星运行的类地行星与两颗恒星的距离在一定范围内，那么它可能是宜居的——而且它不一定是像天行者家乡那样的沙漠行星。研究人员报告说，相反，一个被水覆盖的行星可以长期保留其水分。

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论文的第一作者Max Popp说，他是普林斯顿大学大气和海洋科学项目以及德国马克斯-普朗克气象学研究所的副研究学者。“这里研究的双星系统是承载宜居行星的优秀候选者，尽管在这样一个系统中假设的行星将收到的星光量有很大变化。”

Popp和加州理工学院喷气推进实验室的博士后学者Siegfried Eggl在双星系统开普勒-35中的一颗行星建立了一个模型。开普勒-35A和35B这对恒星拥有一颗名为开普勒-35b的行星，这是一颗巨大的行星，大小约为地球的8倍，轨道为131.5个地球日。Popp和Eggl对这颗行星的引力影响进行了折算，并在开普勒-35恒星周围增加了一个假设的被水覆盖、地球大小的行星。他们研究了这颗行星在341~380天之间围绕恒星运行时的气候变化。

Eggl说：“我们研究的动机是，寻找潜在的宜居行星需要付出很多努力，所以提前知道在哪里寻找是很好的，而且我们证明，以双星系统为目标是值得的。”

在系外行星研究中，“宜居带”指的是一颗恒星周围的区域，其中像地球这样的类地行星最有可能在其表面有液态水。在双星系统的情况下，由于两颗恒星相互绕行，宜居带取决于行星与两颗恒星绕行的质心的距离。更加复杂的是，一颗围绕两颗恒星运行的行星不会做圆周运动;相反，它的轨道会在两颗恒星的引力相互作用下摇摆。

Popp和Eggl发现，在开普勒-35宜居带的远端，他们假设的行星会很冷，表面温度会有很大变化。因为这颗寒冷的行星只有少量的大气水蒸气，全球平均表面温度在一年中的波动将高达2℃（3.6华氏度）。作为参考，如果全球平均气温比工业化前或200多年前的水平高出2℃，地球上的气候变化预计将成为灾难性的。

”这类似于在地球上，在沙漠等干旱气候下，我们从白天到晚上经历巨大的温度变化，“Eggl说。“空气中的水分含量会产生很大的影响。”

然而，在离恒星更近的地方，在宜居带的内部边缘附近，同一行星上的全球平均表面温度将几乎保持不变。这是因为更多的水蒸气能够在大气中持续存在，起到缓冲作用，保持表面条件稳定。

与单星系统一样，超出开普勒-35的两个太阳的宜居带外缘的行星最终会以完全被冰覆盖的 “雪球 ”状态结束。研究人员发现，如果它比宜居带的内缘更近，大气层将使行星过于隔热，并产生失控的温室效应，可能使行星变成一个类似金星的世界，不适合生命居住。

研究人员的气候模型还发现，与地球相比，围绕两颗恒星的被水覆盖的行星的云层会更少。这将意味着晴朗的天空和引人注目的两次日落，也许更少的沙子，类似于天行者凝视着塔图因贫瘠的景观，一个太阳升起，另一个太阳落下的标志性场景。

这篇题为《类地环双星行星的气候变化（Climate variations on Earth-like circumbinary planets）》的论文发表在4月6日的《自然·通讯》上。该论文得到了FWF奥地利科学基金（项目S11608-N16）、IMCCE巴黎天文台和NASA喷气推进实验室的支持。

原文网址：Twice as bright: Earth-sized planets with two suns could still be habitable (princeton.edu)

论文网址：Climate variations on Earth-like circumbinary planets | Nature Communications

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