Planet w ekosferze może być dwukrotnie więcej niż sądzono
Najnowsze obliczenia aż dwukrotnie zwiększają liczbę planet mogących znajdować się w ekosferze, czyli w takiej odległości od gwiazdy macierzystej, która pozwala na istnienie wody w stanie ciekłym. Podczas wsponianych obliczeń wzięto pod uwagę wpływ chmur na klimat planet krążących wokół czerwonych karłów. Wskazują one, że w samej tylko Drodze Mlecznej aż 60 miliardów planet może znajdować się w ekosferze.
Dotychczasowe dane z Teleskopu Keplera wskazywały, że w ekosferze każdego czerwonego karła krąży co najmniej 1 planeta. Wyliczenia wykonane przez uczonych z University of Chicago i Northwestern University dwukrotnie zwiększają liczbę takich planet.
Wzór według którego wylicza się ekosferę gwiazd jest używany od dziesięcioleci. Jednak pomija on wpływ chmur na klimat. Na Ziemi chmury ogrzewają planetę i ją ochładzają. Odbijają promienie słoneczne, schładzając powierzchnię planety i absorbują promieniowanie podczerwone z jej powierzchni, wywołując efekt cieplarniany. To jeden z elementów ogrzewających planetę i umożliwiających podtrzymanie życia - mówi profesor Dorian Abbot z UChicago. Uczony wyjaśnia, że planeta krążąca wokół gwiazdy podobnej do Słońca musi mieć czas obiegu około roku. To wskazuje, że jest na tyle daleko, iż na jej powierzchni może istnieć ciekła woda. Jeśli jednak okrąża niewielkiego czerwonego karła, to czas jej obiegu powinien wynosić 1-2 miesiące, by mogła otrzymać tyle energii co Ziemia ze Słońca - stwierdza Nicolas Cowan z Northwestern.
Planeta znajdująca się tak blisko gwiazdy charakteryzowałaby się obrotem synchronicznym, a to oznacza, że tylko jedna jej połowa byłaby zwrócona w stronę gwiazdy. Z dokonanych właśnie obliczeń wynika, że w takiej sytuacji na pókuli skierowanej w stronę gwiazdy dochodziłoby do silnej konwekcji, przez co powstałyby chmury mocno odbijające promieniowanie gwiazdy. Zespół z Chicago i Northwestern przeprowadził zaawansowane trójwymiarowe symulacje klimatyczne, wykorzystując przy tym klaster składający się z 216 komputerów. Wcześniejsze symulacje klimatu planet na wewnętrznych krawędziach ekosfery były jednowymiarowe, pomijały obecność chmur i skupiały się na spadku temperatury wraz z wysokością nad planetą.
W symulacjach jednowymiarowych nie da się uwzględniać chmur. Ale w 3D bierzesz pod uwagę ruch powietrza i ruch wilgoci w całej atmosferze - wyjaśnia Cowan. Symulacje wykazały, że jeśli na powierzchni planety jest woda, to formują się chmury, które schładzają planetę i pozwalają na istnienie ciekłej wody na planetach znajdujących się znacznie bliżej gwiazdy niż dotychczas przypuszczano.
Teorię Abbota i jego kolegów będzie można sprawdzić za pomocą następcy Hubble'a Teleskopu Jamesa Webba, który ma rozpocząć pracę około 2018 roku. Za jego pomocą możliwe będzie mierzenie temperatury egzoplanet. Jeśli egzoplaneta z obrotem synchronicznym nie będzie posiadała grubej pokrywy chmur, to w momencie gdy będzie zwrócona swoją "jasną" stroną do Teleskopu, urządzenie zarejestruje najwyższe temperatury, a gdy Teleskop będzie obserwował "ciemną" stronę planety, temperatury będą najniższe. Jeśli jednak po "jasnej" stronie będą chmury, to zablokują one znaczną część promieniowania podczerwonego planety, a wówczas James Webb zanotuje najniższą temperaturę wtedy, gdy będzie obserwował "jasną" stronę, a najwyższą kiedy planeta będzie zwrócona doń "ciemną" stroną. Stanie się tak, gdyż w pierwszym przypadku będzie mierzył temperaturę pokrywy chmur, a w drugim - temperaturę powierzchni planety. Zjawisko takie jest dobrze udokumentowane. Jeśli za pomocą satelity działającego na podczerwień będziesz obserwował Brazylię lub Indonezję, to zobaczysz, że są one zimne. Dlatego, że obserwujesz chmury. Pokrywa chmur na dużych wysokościach jest niezwykle zimna - wyjaśnia Cowan.
Komentarze (8)
inhet, 3 lipca 2013, 07:03
Czemu upierają sie przy obrocie synchronicznym? Merkury obiega Słońce w niespełna 3 mesiące i ,chociaz Słońce jest od czerwonego karła wieksze, jak dotad obrotu nie zsynchrnizował.
Astrych, 3 lipca 2013, 09:26
Widocznie zakładają, że przypadek Merkurego nie jest powszechny. Merkury jest w rezonansie "spin"-orbita 3:2 nie zaś 1:1 gdyż posiada mocno spłaszczoną, niestabilną, chaotycznie zachowującą się orbitę na skutek oddziaływania grawitacyjnego innych planet (głównie Jowisza).
http://astronomy.nju.edu.cn/~zly/chinese/cm/Nature02609.pdf
radar, 3 lipca 2013, 10:24
Coś mi się nie podoba ta teoria.
Przecież przy orbicie synchronicznej jedna półkula jest stale nieoświetlona, więc jej powierzchnia powinna być chłodniejsza od tej oświetlonej niezależnie od tego jaka temperatura panuje na stronie oświetlonej. Ciemna strona odbiera ciepło od jasnej, nie może być (w dłuższej perspektywie) cieplejsza, bo skąd to ciepło miała by brać? Nawet jeśli na stronie oświetlonej jest woda i odparuje to zastanawiam się czy powstanie chmur będzie tam możliwe, bo różnica ciśnień pomiędzy półkulami powinna spowodować powstanie jakiś megahuraganów, które te chmury przegonią na ciemną stronę. Tam ewentualnie skroplenie i zestalenie w lód... i to jest moim zdaniem jedyna możliwość na istnienie wody tam. Jedna strona sucha, druga z czapami lodowymi, czyli nic innego jak znane nam przypadki.
Sławko, 3 lipca 2013, 16:42
Ja natomiast sądzę, że życie może powstać nie tylko na planetach, ale także na ich księżycach. Mogę sobie wyobrazić sytuację, że jakaś planeta mimo znajdowania się w ekosferze z jakiś powodów nie będzie mogła podtrzymać życia, ale jej księżyc już tak. Jeśli w ekosferach gwiazd naszej galaktyki rzeczywiście jest 60 miliardów planet, to można przypuszczać, że może być też 60 miliardów księżyców (a kto wie czy nie więcej). Na razie o księżycach planet pozasłonecznych wiemy tyle co nic.
inhet, 3 lipca 2013, 22:06
W dalszej konsekwencji mozna by oczekiwac, że ten sam los spotkałby i atmosferę. Ale zarówno uwiezienie na półkuli nocnej gazów, jak i wody nie musiałoby zajść, bo przecież mieliysmy coś w rodzaju pasatów - zimne wiatry wiejące od terminatora ku "dziennej" i ciepłe ciagnące górą w przeciwnym kierunku. Te dolne niosłyby wodę wysublimowaną z lodowców. Ponadto dochodzą jeszcze libracje, dziek iktórym lokalne sloneczko okresowo podgrzewałoby kilkanascie procent powierzchni pókuli "nocneJ'
radar, 4 lipca 2013, 14:13
Tak, ale wtedy planeta i księżyc muszą być odpowiednio większe do obecnie szukanych, aby grawitacja księżyca pozwoliła na utrzymanie atmosfery. Tam natomiast byłby chyba dodatkowy problem z dość częstymi zaćmieniami słońca.
Wydaje mi się, że nie doceniamy tutaj realnej, olbrzymiej różnicy temperatur pomiędzy półkulami. Przy stałym nasłonecznieniu to będzie przecież kilkaset stopni w zależności od sytuacji, a w tym przypadku nawet ta niewielka ilość wody z lodowców powinna na granicy półkul momentalnie podgrzać się do temperatury otoczenia, wynieść się daleko w górę do atmosfery nie osiągając (terytorialnie) znaczących obszarów półkuli dziennej (nie wspominając o skropleniu).
Tylko to + jednoczesne ogrzewanie i chłodzenie granicy półkul mogłoby powodować lokalną cyrkulację wody, ale tylko lokalną. Jestem w stanie postawić śmiałą tezę (a co, internetpogo, 4 lipca 2013, 15:51
Cały czas myślicie o życiu na powierzchni... a przecież może to być życie po ciemnej stronie w wodzie pod 3km lodu.
radar, 4 lipca 2013, 20:08
No tak, ale co to za życie
Zasiksowanie się na "powierzchni" wynika chyba z tego, że najbardziej pasjonujące jest w tym wszystkim odnalezienie "drugiej Ziemi" zdatnej do zamieszkania, potem ewentualnie ufoludków