Наличие пыли в атмосфере экзопланеты означает увеличение шанса ее обитаемости
AstroNews.ru - 10 Июня 2020 22:50:12
Ученые расширили наше понимание потенциально обитаемых планет, вращающихся вокруг далеких звезд, благодаря включению критического компонента климата - наличия переносимой по воздуху пыли.
Исследователи предполагают, что планеты со значительным количеством пыли в воздухе - подобно миру, изображаемому в классической научной фантастике "Дюна" - могут быть обитаемыми на большем расстоянии от их родительской звезды, что увеличивает окно для планет, способных поддерживать жизнь.
Команда из Университета Эксетера, Метеорологического бюро и Университета Восточной Англии (UEA) выделила три основных воздействия пыли.
Планеты, вращающиеся вблизи звезд меньшего размера и холоднее Солнца, так называемые М-карлики, вероятно, будут существовать в синхронных вращательно-орбитальных состояниях, что приведет к фиксированным дневным и ночным сторонам.
Исследователи обнаружили, что пыль охлаждает жаркую дневную сторону, но также согревает ночную, эффективно расширяя «обитаемую зону» планеты, диапазон расстояний от звезды, где может существовать поверхностная вода. Обнаружение и характеристика потенциально обитаемых далеких планет в настоящее время наиболее эффективны для этих типов миров.
Результаты, опубликованные сегодня в Nature Communications, также показывают, что для планет в целом охлаждение воздушно-капельной пылью может сыграть значительную роль на внутренней границе этой обитаемой зоны, где она становится настолько горячей, что планеты могут потерять свои поверхностные воды и стать пригодными для обитания - в сценарии, предположительно произошедшем на Венере.
По мере того, как вода улетает с планеты, а ее океаны уменьшаются, количество пыли в атмосфере может увеличиваться и, как следствие, охлаждать планету. Этот процесс является так называемой негативной климатической обратной связью, откладывающей потерю планетой воды.
Эксперты предполагают, что эти результаты означают, что экзопланеты должны быть очень тщательно рассмотрены, прежде чем они будут вычеркнуты из списка потенциально обитаемых миров.
Доктор Ян Бутл, ведущий автор исследования, совместно с Метеорологическим бюро и Университетом Эксетера сказал: «На Земле и Марсе пыльные бури оказывают как охлаждающее, так и согревающее воздействие на поверхность, причем охлаждающее воздействие обычно побеждает. Но эти "синхронизированные орбиты" планет очень разные. Здесь темные стороны этих планет находятся в вечной ночи, и эффект потепления побеждает, тогда как на дневной стороне побеждает эффект охлаждения. Эффект заключается в смягчении экстремальных температур, тем самым делая планету более пригодной для жизни».
Исследовательская группа провела серию моделирования земных экзопланет, используя современные климатические модели, и впервые показала, что природная минеральная пыль окажет значительное влияние на то, могут ли экзопланеты поддерживать жизнь.
Профессор Манодж Джоши из UEA сказал, что это исследование еще раз показывает, что возможность экзопланет, поддерживающих жизнь, зависит не только от излучения звезды - или количества световой энергии от ближайшей звезды - но также и от состава атмосферы планеты. «Воздушная пыль - это то, что может поддерживать пригодность планет к жизни, но также затеняет нашу способность находить признаки жизни на этих самых планетах. Эти эффекты необходимо учитывать в будущих исследованиях».
Стремление идентифицировать обитаемые планеты далеко за пределами нашей солнечной системы является неотъемлемой частью текущих и будущих космических миссий, многие из которых были сосредоточены на том, чтобы ответить на вопрос, одиноки ли мы.
Натан Мэйн из Университета Эксетера, который вместе с соавтором смог работать над этим проектом благодаря финансированию Совета по научно-техническому оборудованию (STFC), добавил: «Такие исследования возможны только при пересечении дисциплин и объединяя превосходное понимание и методы, разработанные для изучения климата нашей планеты, с передовой астрофизикой.