Скорость вращения планет может быть важным фактором для потенциальной жизни

4 251 просмотр
Об авторе

Планета

«Вращение может иметь огромное влияние, и множество планет, которые мы ранее считали непригодными для жизни, теперь снова можно рассматривать как кандидатов», — заявил Дорин Эббот из Чикагского университета. Новое исследование показало, что скорость, с которой вращается планета, играет важную роль в ее способности поддерживать жизнь. Вращение не только контролирует длину дня и ночи, оно также может влиять на ветры, дующие через атмосферу, а значит и на формирование облаков.

В настоящее время нам известно почти 2000 экзопланет, однако большинство их представлено негостеприимными газовыми гигантами. Благодаря миссии «Кеплера» NASA, небольшое число меньших скалистых планет было обнаружено в пределах обитаемой зоны своих звезд, что может указывать на возможность существования там инопланетной жизни.

Обитаемая зона звезды, как правило, обозначается определенным пространством от звезды, в пределах которого будет поддерживаться температура, необходимая для существования жидкой воды на поверхности планеты. По одну сторону этого диапазона тепло звезды будет испарять воду планеты в атмосферу, образуя парниковый эффект, а по другую — температура будет такой низкой, что на планете будут держаться облака углекислого газа, а и без того малое количество солнечной энергии будет от них отражаться, превращая планету в замороженную пустошь.

Тем не менее это понятие довольно простое. На самом деле, в определении обитаемости планеты участвуют и другие факторы. Тем не менее для медленно вращающихся планет при правильных атмосферных условиях эта зона должна быть расширена так, чтобы стать гораздо ближе к звезде.

Излучение, которое Земля получает от Солнца, сильнее на экваторе. Воздух в этом регионе нагревается, пока не поднимется через атмосферу к полюсам планеты, где впоследствии охлаждается. Затем он возвращается обратно к экватору. Этот процесс циркуляции атмосферы известен как ячейка Хадли.

Если планета вращается быстро, ячейки Хадли определяются в низких широтах и располагаются в разных поясах, окружающих планеты. Облака становятся более заметны в тропических регионах, что важно для отражения доли света обратно в космос. Тем не менее для планеты на более близкой орбите вокруг звезды излучение будет выше.

Вследствие этого разность температур между экватором и полюсами уменьшается, и в конечном счете ячейки Хадли ослабляются. Соответственно, будет меньше облаков в тропических регионах, и планета вследствие сильной жары станет непригодной для жизни.

Если же, с другой стороны, планета вращается медленно, ячейки Хадли могут расшириться и охватить весь мир. Это потому, что атмосферная циркуляция усиливается за счет разницы температур дневной и ночной сторон планеты. Дни и ночи очень длинные, поэтому половина планеты купается в свете звезды достаточно времени, чтобы впитать много тепла Солнца. Напротив, ночная сторона планеты значительно холоднее.

Этой разницы в температуре достаточно, чтобы воздух с теплой стороны перетягивался на ночную сторону, словно под действием сквозняка. Повышенная циркуляция приведет к тому, что больше облаков соберется в той точке планеты, которая расположена прямо под звездой и где излучение будет самым мощным. Облака образуют своеобразный щит для земли, поскольку большая часть вредного излучения будет отражена.

Высокое альбедо облаков может позволить планете остаться обитаемой даже при высоком уровне радиации, который ученым кажется чересчур высоким. Соответственно, внутренний предел обитаемой зоны вытянется гораздо ближе к звезде.

В исследовании использовалось компьютерное моделирование, чтобы показать, что медленно вращающаяся планета с тем же составом атмосферы, массой и радиусом, что и Земля, потенциально может быть более пригодной даже на расстоянии Венеры от Солнца. В условиях обычного традиционного понимания обитаемой зоны Венера находится гораздо ближе к Солнцу, чем внутренняя граница этой зоны. В исследовании же имитация планеты получала почти в два раза выше излучения, чем Земля по факту, но температура ее поверхности оставалась достаточно прохладной для жизни, чтобы процветать за счет экранирующих облаков.

Несмотря на медленное вращение, сама Венера представляет собой горячую планету с настолько плотной атмосферой, что человек был бы раздавлен за секунды. Это лишний раз показывает, что только потому, что планета вращается медленно, нельзя судить о потенциальной обитаемости — однако, при подходящих условиях, она вполне может быть потенциально обитаемой. Зона Златовласки в любом случае будет шире для таких планет.

Вполне возможно, что Венера вращалась намного быстрее, дни были намного короче. Атмосфера Венеры богата дейтерием, который указывает на то, что когда-то на планете, возможно, существовал океан. Высокая скорость вращения на планете, которая так близко к Солнцу, привела к парниковому эффекту и потере океанов. К тому моменту, когда вращение планеты замедлилось до нынешнего уровня, ущерб был необратим.

Хотя трудно измерить планетарную скорость вращения на сегодняшний день, будущие наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба смогут измерить вращение при очень хороших условиях. Космический телескоп Джеймса Уэбба — это инфракрасный телескоп, запуск которого намечен на 2018 год, и он будет способен измерять уровень тепла, излучаемый экзопланетами.

Телескоп сможет измерить тепло, выделяемое любыми облаками с высоким альбедо, которые сформировались в точке интенсивного излучения. Необычайно низкая температура, которая будет обнаружена в самой горячей точке планеты, укажет на то, что планета может быть потенциально обитаемой.

«Из космоса видно, что температура Земли — между -70 и -50 градусов по Цельсию над крупными регионами западной тропической части Тихого океана в связи с высокой концентрации облаков, несмотря на то что поверхность ближе к 30 градусам по температуре», — говорит Эббот.

Также известно, что многие планеты, вращающиеся вокруг холодных карликовых звезд класса M, либо приливно заблокированы, то есть обращены к звезде все время только одной стороной, либо вращаются медленно.

Это исследование, среди многих, показывает, что нам следует пересмотреть наше понимание потенциально обитаемой зоны для многих планет. Работа была опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters.

Скорость вращения планет может быть важным фактором для потенциальной жизни

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

2 комментария

  1. Spurkle

    Сначало бы на своей планете сделали бы порядок, а потом другие искали.

    И почему именно вода, кислород? Может есть разные формы жизни и у каждой своя среда обитания. Одна хрень может жить при -20 градусов в воде, а другая в соляной кислоте.

  2. Solver

    Между прочим, промолчали про подробности парниковой катастрофы на Венере. Насколько я помню, писали про климатические модели, реализующие этот ужасный сценарий... (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.