地科日誌(2) 適居帶

作者：Andy│2020-09-30 00:51:13│巴幣：32│人氣：230

適居帶

行星若要孕育生命，需要有穩定繞行恆星的軌道系統，生命必須有水，適宜的溫度才能液態水存在，能保有液態水的軌道區，稱之為適居帶，適居帶的範圍依恆星光度而定。

適居帶計算：

恆星具有固定光度，行星具有固定溫度。以地球為例，地球因具有特定溫度在紅外線光波段產生發熱輻射，地球光度為地球表面積*單位時間單位面積輻射的能量=4πr^2*σT^4，太陽同理。太陽光度輻射到地球，僅地球截面部分可攔截能量。

太陽輻射入射至地球的比例為地球圓形截面積πr^2和半徑1AU的圓球表面積的比值

＝πr^2（地球）/4π(1AU)^2 再帶入太陽輻射光度和地球輻射光度（有夠難打，省略公式）

最後得出 T地球＝T太陽 根號 r太陽/2AU

—>T行星＝T恆星 根號恆星半徑/2恆星至行星距離

得知行星溫度會和母星倒數平方根成正比，由於適居帶上最外側溫度水正好沸騰(373K)，最內側水剛好冷卻(273K)，將其帶入行星的溫度後即可算出適居帶的最外側和最內側。以太陽系為例約為0.55AU-1.03AU之間。但科學家發現在水結冰，溫度200K時仍有微生物存在，因此推測太陽系的適居帶為0.55AU-1.93AU之間，也因此在教科書上火星也為於適居帶內。