|
Можно ли жить дальше от Солнца?
|
|
|
|
Новые границы зоны обитаемости для планет земного типа предложили исследователи из Пенсильванского государственного университета. Используя в качестве основы уточненные коэффициенты поглощения молекул воды и углекислого газа, они пришли к выводу, что потенциально “жилые” планеты следует искать дальше от звёзд, чем предполагалось ранее
|
|
|
|
Подобные работы очень важны для планирования будущих проектов по поиску экзопланет, но пока, увы, нам недостает понимания, как устроены климатические машины - об этом говорят и авторы работы, и её критики.
|
|
|
Движущая сила поисков планет за пределами Солнечной системы - попытка найти жизнь вне пока единственного её пристанища. Число "новых миров" растёт с огромной быстротой: про почти 700 объектов точно известно, что это действительно экзопланеты вокруг других звезд, и более 2000 "кандидатов", открытых телескопом "Кеплер" ждут своего подтверждения. Нет сомнения, что в ближайшем будущем это число ещё вырастет. Необходимо как-то рассортировать это изобилие, чтобы потом выбирать для прицельного изучения наиболее интересные объекты: те, которые с наибольшей вероятностью могут стать местом обитания живых организмов.
|
|
|
|
Критерием для отбора может стать положение планеты внутри так называемой "зоны обитаемости" - области пространства вокруг звезды, внутри которой планета земной массы и схожего состава атмосферы (азот, вода, углекислый газ) может сохранить на поверхности жидкую воду. Как известно, на поверхности двух ближайших к Земле планет - Венеры и Марса - жидкой воды нет.
|
|
|
|
На границы зоны обитаемости влияет не только температура звезды, но и состав и свойства атмосферы самой планеты. Все эти характеристики входят в модель, на основании которой потом рассчитываются расстояния, обычно определяемые в астрономических единицах - расстоянии от Солнца до Земли (1,5 миллиона километров).
|
|
|
|
Новая работа группы исследователей из Пенсильванского государственного университета, НАСА, а также университета Вашингтона и университета Бордо (Франция) поставила под сомнение разработанную ранее (статья с её описанием появилась в 1993) модель Джорджа Кастинга (который, кстати, также входит в коллектив авторов новой статьи). Предшествующая модель предсказывала, что внутренняя и внешняя границы зоны обитаемости для нашего Солнца пролегают в 0,95 и 1,67 астрономических единицы. Отметим, правда, что в ней использовалась довольно простая модель планеты, лишенная облаков. Как бы то ни было, получалось, что Земля находится на самом краешке пригодного для жизни района.
|
|
|
|
Однако, как указывает первый автор нового исследования, Рави кумар Коппарапу, в модели Кастинга использовались устаревшие, менее точные коэффициенты поглощения солнечного излучения молекулами воды и углекислого газа - важнейшими парниковыми газами. Эти данные исключительно важны для понимания того, как излучение звезды влияет на фотохимию атмосферы и, опосредованно, на температуру поверхности и удержание воды. Кроме этого, в модели были ещё некоторые неточности, и она не рассматривала звезды M-типа (достаточно холодные и малые звезды, красные карлики).
|
|
|
|
Эти неточности и взялась исправить новая работа. Прежде всего, в модель были включены наиболее свежие данные о поглощении солнечного излучения. Затем были уточнены некоторые физические механизмы поведения излучения атмосфере. В своей работе исследователи предоставили сразу несколько выводов: как будет располагаться зона обитаемости вокруг звезд разных типов и какой она будет для различных планет.
|
|
|
|
Любопытно, какие ограничения на "зону" она ставит для положения Земли у Солнца. Оказывается, наша планета еле-еле вписывается в необходимые рамки: внутренняя граница "зоны обитаемости" пролегает в 0,99 астрономических единицы от Солнца, а внешняя - в 1,70, то есть в целом чуть дальше, чем давала модель Кастинга.
|
|
|
|
Кроме этого, несколько найденных экзопланет, например, HD85512b, согласно новой модели, выпадают из зоны обитаемости, хотя ранее предполагалось, что они находятся в ней.
|
|
|
|
Сами авторы указывают, что модель вряд ли можно считать полной из-за отсутствия облаков в атмосфере, которые могут и отражать солнечное излучение, тем самым предотвращая нагрев планеты, и служить "одеялом" для внутреннего тепла, не давая ему уйти в космос. С появлением облаков границы зоны могут расшириться в обе стороны. Кроме этого, добавляют комментаторы, сама планета может греться за счет внутренних процессов - это в модели также не было учтено.
|
|
|
|
Что же даёт исследование, кроме очередной приблизительной оценки?
|
|
|
|
Авторы указывают, что на основе полученных ими результатов можно более точно "нацеливать" инструменты, предназначенные для поиска потенциально обитаемых планет, особенно вокруг звезд K- и М-классов. Например, будущий телескоп имени Джеймса Уэбба (JWST) потенциально способен зарегистрировать спектр землеподобной планеты, обращающейся вокруг звезды M-класса. Поскольку JWST не предназначен в первую очередь для изучения экзопланет, такие исследования должны быть очень точно направленными.
|
|
|
|
Статья принята к публикации в Astrophysical Journal. Кроме текста, авторы также разработали "калькулятор зон обитаемости" - онлайн-программу, которая позволяет вычислить границы зоны для звезд главной последовательности с температурами 2600-7200 градусов Kельвина. Конечно, это моделирование основано лишь на сегодняшнем понимании проблемы; но вряд ли без этих неизбежно приблизительных попыток мы поймем, где возможна жизнь во Вселенной.
|
|
|
|
http://rus.ruvr.ru/2013_02_01/Mozhno-li-zhit-dalshe-ot-Solnca/
|
