LHS 3844b 是一颗略大于地球的系外行星，环绕着红矮星 LHS 3884 运行，距离我们的太阳系 48.5 光年。与地球不同的是，它处于潮汐锁定状态，这意味着它自转一圈所需的时间与其围绕恒星公转的时间完全相同。因此，一个半球经历着持续的、炙热的日光，而另一个半球则处于永久黑暗中，温度寒冷接近绝对零度（0 开尔文）。乍一看，这样一个极端的环境似乎完全不适合生存。白天的温度可达到大约 1000 到 2000 开尔文，而夜侧冷得几乎使粒子运动停止。然而，新的研究表明，这些世界可能没有看起来那么对生命敌对。"单从日侧和夜侧的极端温度来看——白天大约 1000-2000 开尔文，夜间接近绝对零度——可能使人得出这些系外行星对生命过于严酷的结论。但，"宾夕法尼亚大学 Hugo Ulloa 的 Penn GEFLOW 实验室的博后研究员大辅野田（Daisuke Noto）表示，"生命可能会找到生存的办法。"在《自然通讯》上发表的一项研究中，野田与来自日本海洋地球科学技术机构和北海道大学的合作者发现，"这样的系外行星可能更能容纳生命，因为潮汐锁定可以通过横向分配热通量来维持局部温和的热环境。" 为什么潮汐锁定的系外行星如此普遍 这些发现挑战了一个关于始终面向同一颗恒星的行星的常见假设。根据野田的说法，永久昼夜的世界实际上比像地球这样经历规律昼夜周期的行星更为常见。"许多像月球和非常接近其母星的行星的天体都是我们所称的潮汐锁定，"他解释说。"这意味着，在它们围绕轴自转并环绕其母星公转时，这些速率/频率相匹配，导致我们只能看到月球的一侧等现象。"这种恒定的方向导致了行星上的温度对比。研究人员希望了解行星内部，特别是在地壳和核心之间的厚岩层中的情况，而不仅仅是关注表面条件。 在实验室重建外星行星 研究团队并没有仅仅依赖计算机模拟，而是建立了一个物理实验室模型，以模拟潮汐锁定行星的内部。"在实验室建立一个真实的系外行星并不在预算之内，"野田开玩笑说。相反，研究人员使用一个装满粘稠甘油的小型矩形水槽和微小的热变色液晶，在温度变化时改变颜色。类似的实验系统早已被用于研究热量如何在慢移动材料中传播，使它们成为行星岩质内部的有用替代物。与天气或海洋洋流不同，这些强烈受地球自转和重力影响的情况，岩质地幔内部的对流主要由温度和密度的差异驱动。为了再现这些条件，团队在水槽周围安装了四个恒温器，分别对不同区域加热和冷却，创造出类似于潮汐锁定系外行星的永久照明侧、永久黑暗侧、表面和深部内部之间的温度梯度。 一个行星热引擎 实验揭示了一个 remarkably 稳定的模式。热材料在日侧下方不断上升，流过上部区域，达到夜侧后降温，然后下沉再从下地幔返回。其结果是一个连续的循环，表现得像一个稳定的行星心跳。"这并不像地球的地幔那样混乱，"野田说。"它缓慢而稳定。可预测。某种程度上乏味——但好得很。"研究人员还观察到偶尔有蘑菇形状的羽流从水槽底部的加热基座上升。与地球上的火山热点（如夏威夷或冰岛）不同，这些羽流保持固定在一个位置，而不是随时间漂移。热传输的测量（称为努斯特数）与地球地幔的相似。这一发现表明，一些潮汐锁定的系外行星能够维持局部的地热环境，为生命提供有利条件，尤其是在更温和的中纬度地区。 这对外星生命的意义 这种稳定的循环模式可能会影响的不仅仅是表面温度。野田认为，这还可能影响行星液态核心的运动，可能会产生不同于地球熟悉的双极磁场。"这是我们在这个实验中无法测试的内容，"他说，"但这是未来工作中一个令人兴奋的方向。"超越其他世界的展望 野田和乌洛亚正在继续开发类似的实验室模型，以研究更广阔的