Парниковый эффект может расширить зону обитания в чужеродных солнечных системах

Зоны проживания для разных звезд. Наша солнечная система используется для сравнения.

Зоны проживания для разных звезд. Наша солнечная система используется для сравнения. (Изображение предоставлено журналом Astrobiology Magazine)

Далекий регион за Сатурном слишком холоден для жидкой воды, что является необходимостью для жизни, какой мы ее знаем. Но новое исследование показывает, что каменистые планеты, далекие от своей родительской звезды, могут генерировать достаточно тепла для поддержания потока воды - если их атмосфера состоит в основном из водорода.

Планеты, расположенные рядом с их солнцем, пожинают плоды света и тепла, в то время как более удаленные планеты должны выдерживать более низкие температуры. Но новое исследование показывает, что планеты с богатой водородом атмосферой могут содержать жидкость на своей поверхности даже на расстоянии в пятнадцать раз превышающем расстояние между Землей и Солнцем.

С водородной атмосферой, Парниковый эффект Эти планеты могли испытать достаточно, чтобы позволить жидкой воде на их поверхности, несмотря на их далекие орбиты.

Область вокруг звезды, в которой вода может быть жидкой, а не ледяной, называется зоной обитания. Иногда называют ' Зона Златовласки , 'в самый раз - не слишком жарко (чтобы вода не испарялась) и не слишком холодно (чтобы не замерзла).



Обычно при вычислении расстояния учитывается скалистое тело, имеющее атмосферу, состоящую из воды и углекислого газа, тех же парниковых газов, что и на Земле.

Мы знаем, что это такая планета. обитаемый , - объясняет Раймонд Пьерумберт из Чикагского университета, ведущий автор статьи, недавно опубликованной в Astrophysical Journal Letters.

Хотя жизнь могла существовать во многих местах по всей вселенной, мы знаем только об одном месте, где она определенно сформировалась - на Земле. Таким образом, астрономы ищут другие похожие планеты в надежде найти жизнь где-нибудь еще. [ 5 смелых утверждений инопланетной жизни ]

Размер обитаемая зона солнечной системы однако варьируется в зависимости от свойств звезды. Для более горячих и ярких звезд область простирается дальше в космос, а ее внутренний край не может быть слишком близко к звезде.

Обитаемая зона для звезды G-типа, такой как Солнце, например, находится между 0,95 и 1,4 а.е. (одна а.е. или астрономическая единица - это расстояние от Земли до Солнца). Совершенно очевидно, что Земля попадает в этот регион. Для меньшей и более тусклой звезды M-типа обитаемая зона ближе, между 0,08 и 0,12 а.е.

Но, согласно исследованию Пьерумбера, на каменистой планете с водородной атмосферой может быть обитаемая зона, простирающаяся на 1,5 а.е. для M-звезд и 15 а. Е. Для G-звезд.

Это означает, что для звезд, подобных Солнцу, каменистые планеты за пределами досягаемости Сатурна могут содержать океаны воды.

Трэвис Барман из обсерватории Лоуэлла отмечает, что много похожих сценариев планет, которые не похожи на Землю, но все еще пригодны для жизни. Бармен, который не участвовал в новом исследовании, провел обширное собственное исследование, моделируя атмосферы внесолнечных планет.

Говоря о новом исследовании, Барман сказал, что «оно расширяет наше представление об обитаемой зоне, по крайней мере, в смысле базовой жизни… Такая работа своевременна, поскольку поиск потенциально пригодных для жизни планет земной группы только набирает обороты».

Команде Пьерумберта нужно было определить «зону Златовласки» для богатых водородом планет, вращающихся вокруг звезд разных типов. Если бы такая планета была слишком близко к своей родительской звезде, звездная энергия могла бы разрушить водородную атмосферу. Но большее расстояние уменьшало вероятность попадания жидкой воды на поверхность планеты.

«К счастью, кажется, что есть зона, достаточно близкая, чтобы пропускать жидкую воду, но не настолько близкую, чтобы вызвать потерю атмосферы», - сказал Пьерумберт.

Кроме того, формирование такой атмосферы не означает, что она просуществует достаточно долго, чтобы могла развиться жизнь.

Пьерумберт указывает, что тектоническая активность, такая как вулканизм или землетрясения, может выделять окись углерода, превращая водород в метан.

В то же время микробная жизнь может потреблять водород, разрушая атмосферу, которая их поддерживает.

«Заставить всю систему работать, особенно на М-звезде, довольно сложно», - сказал он. «У вас может быть много неудавшихся пригодных для жизни планет, потому что они не нашли поддерживающего процесса».

Эта история предоставлена Журнал Astrobiology Интернет-издание, спонсируемое НАСА. программа астробиологии .