杨军: “开垦”太阳系外宜居星球

科技日报

为人类寻找宜居星球,这是杨军的工作。仰望天空,这位北京大学物理学院大气与海洋科学系研究员把目光聚焦在冰行星,但这次又落空了。

不久前,他在《自然—地球科学》杂志发文指出,冰行星不宜居。寻找宜居星球的工作继续,这事希望与失望一样多。

杨军认为,虽然并不清楚还要多久宇宙中那些由“冰”构成的星球会融化掉,但可以肯定的是,就算冰行星融化了,也不会变成一个宜居的“新地球”。这颠覆了人们对冰行星可能宜居的猜想。

“如果宇宙是360度,我们人类才观测到1度。”杨军以指尖模拟这1度,认定“宇宙中存在宜居星球的可能性实在是太大了!”

太阳系外行星的确太远了,最近的距离地球至少3光年。想知道遥居于太阳系外的冰行星是否宜居?别等了,一般的冰行星至少要十几亿年后,才会开始融化。

杨军用“数值模拟”撬动了这个难题。

已发现的3000多颗行星中,究竟哪类行星是宜居的呢?杨军说,不能仅靠望远镜一颗一颗去观测,要靠理论、数值模型去计算。

“小时候堆沙丘,堆到一定高度再放一颗沙子,沙堆就塌下去了。”杨军聚拢双手作堆沙状,解释道,“数值模拟是用数学、物理来描述沙堆,再解出沙堆何时崩掉。”

冰行星不宜居的结论,就是杨军坐在位于北京大学的办公室内,远程操控着“超级计算机群”进行数值模拟算出来的。

他模拟了冰行星的演化过程,发现冰行星融化后并未进入液态水稳定存在的宜居状态,而是进入“温室逃逸状态”。也就是说,随着恒星辐射的增强,冰行星将跳过液态水存在阶段,直接进入极端炎热状态。

极端炎热下,液态水无法存在。人们都知道,没有液态水的星球不宜居。

看了杨军的论文,美国行星科学家安德鲁·英格索尔感叹道:“这个点子怎么不是我想出来的?”安德鲁刊文写道:“冰行星变为宜居星球并不是冰融化为水那么简单。”

“我把大气学科和海洋学科运用到太阳系外行星研究领域,发现很多东西都是未被‘开垦’的知识荒野。”杨军认为,科研要敢于做别人不敢做的东西。“如果大家都做国际热点,跟随别人的步骤和方法,很难超越别人。”他说。

杨军说,他想开垦“别人没开垦的土地”。他的开垦良方是“学科交叉”。大气、海洋、系外行星……各种相关、不相关的国内外讲座、报告,杨军都会去听,每周至少有一天是在广泛涉猎中度过的。“眼界要宽,听过就不陌生,做科研的时候说不定就用得上。”杨军说。

(图片除标注外均由受访者提供)