Для Златовласки каша должна была быть не слишком горячей и не слишком холодной… нужной температуры было все, что ей было нужно.
Для планеты, подобной Земле, для жизни или многоклеточной жизни, безусловно, важна температура, но что еще важно? И что делает температуру экзо-Земли «правильной»?
Некоторые недавние исследования пришли к выводу, что ответить на эти вопросы может быть удивительно сложно, и что некоторые ответы удивительно любопытны.
Подумайте о наклоне экзо-земной оси, ее наклонности.
В гипотезе «Редкой Земли» это критерий Златовласки; если наклон не будет оставаться стабильным (от Луны, как наша Луна), и под «точно прямым» углом, климат будет колебаться слишком дико, чтобы образовалась многоклеточная жизнь: слишком много снежных планет (весь земной шар покрыт снегом и льдом с усиленный эффект альбедо), или слишком большой риск сбежавшей теплицы.
«Мы находим, что планеты с небольшими океанскими фракциями или полярными континентами могут испытывать очень серьезные сезонные климатические колебания», - пишет Дэвид Шпигель из Колумбийского университета *, подводя итог результатам обширной серии моделей, исследующих эффекты косости, охвата суши и океана и вращение на планетах, похожих на Землю, «но эти планеты также могут поддерживать условия, пригодные для сезонного и регионального обитания, в большем диапазоне орбитальных радиусов, чем на планетах, похожих на Землю». И настоящий сюрприз? «Наши результаты свидетельствуют о том, что моделируемый климат несколько менее подвержен динамическим переходам снежного кома при большом наклоне». Другими словами, экзо-Земля, наклоненная почти прямо (так же, как Уран), может быть менее подвержена земным событиям снежного кома, чем наша, Златовласка, Земля!
Рассмотрим ультрафиолетовое излучение.
«Ультрафиолетовое излучение - это палка о двух концах жизни. Если оно будет слишком сильным, наземные биологические системы будут повреждены. И если он слишком слабый, синтез многих биохимических соединений не может продолжаться », - говорит Цзяньпо Го из китайской обсерватории Юньнань **« Для звезд-хозяев с эффективной температурой ниже 4600 К зоны, обитаемые в ультрафиолете, ближе, чем зоны, пригодные для обитания. , Для звезд-хозяев с эффективными температурами выше 7,137 К зоны, пригодные для ультрафиолетового излучения, находятся дальше, чем зоны, пригодные для обитания ». Этот результат не меняет того, что мы уже знали о зонах обитания вокруг звезд главной последовательности, но он фактически исключает возможность жизни на планетах вокруг пост-красных звезд-гигантов (если предположить, что любой может выжить в своем доме, если станет красным гигантом!)
Рассмотрим эффекты облаков.
Расчеты зон обитаемости - радиусов орбит экзо-Земли вокруг ее дома - для звезд главной последовательности обычно предполагают небеса астрономов - постоянное чистое небо (то есть без облаков). Но у Земли есть облака, и облака определенно влияют на средние глобальные температуры! «Эффект альбедо слабо зависит от падающих звездных спектров, потому что оптические свойства (особенно альбедо рассеяния) остаются почти постоянными в диапазоне длин волн максимума падающего звездного излучения», - недавнее исследование немецкой команды *** по Влияние облаков на обитаемость завершается (они рассмотрели основные последовательности домоседов спектральных классов F, G, K и M). Похоже, Гайя - друг Златовласки; однако «парниковый эффект облака высокого уровня, с другой стороны, зависит от температуры нижней атмосферы, что, в свою очередь, является косвенным следствием различных типов центральных звезд», - заключает команда (помните, что экзо Глобальная температура Земли зависит как от альбедо, так и от парниковых эффектов). Итак, сообщение домой? «Планеты с облаками, подобными Земле, в их атмосферах могут быть расположены ближе к центральной звезде или дальше по сравнению с планетами с атмосферой чистого неба. Изменение расстояния зависит от типа облака. Как правило, облака низкого уровня приводят к уменьшению расстояния из-за их эффекта альбедо, в то время как облака высокого уровня приводят к увеличению расстояния ».
«Правильно» сложно определить.
* ведущий автор; Кристен Ману из Принстонского университета и Калеб Шарф из Колумбийского университета являются соавторами («Обитаемый климат: влияние косности», Astrophysical Journal, том 691, выпуск 1, с. 596-610 (2009); arXiv: 0807.4180 - препринт )
** ведущий автор; Fenghui Zhang, Xianfei Zhang и Zhanwen Han, все также в Обсерватории Юньнань, являются соавторами («Обитаемые зоны и зоны обитаемости в УФ-свете вокруг звезд-хозяев», Astrophysics and Space Science, Volume 325, Number 1, pp. 25- 30 (2010))
*** «Облака в атмосфере внесолнечных планет. I. Климатические эффекты многослойных облаков для планет, подобных Земле, и последствия для обитаемых зон », Китцманн и др., Принятые к публикации в Astronomy & Astrophysics (2010); arXiv: 1002.2927 является препринтом.
