Για το Goldilocks, το κουάκερ δεν έπρεπε να είναι πολύ ζεστό και όχι πολύ κρύο… η σωστή θερμοκρασία ήταν το μόνο που χρειαζόταν.
Για έναν πλανήτη που μοιάζει με τη Γη για να φιλοξενήσει τη ζωή ή την πολυκυτταρική ζωή, σίγουρα η θερμοκρασία είναι σημαντική, αλλά τι άλλο είναι σημαντικό; Και τι κάνει τη θερμοκρασία μιας εξω-Γης «σωστή»;
Ορισμένες πρόσφατες μελέτες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η απάντηση σε αυτές τις ερωτήσεις μπορεί να είναι εκπληκτικά δύσκολη και ότι ορισμένες από τις απαντήσεις είναι εκπληκτικά περίεργες.
Εξετάστε την κλίση ενός άξονα exo-Earth, την κλίση του.
Στην υπόθεση «Σπάνια Γη», αυτό είναι ένα κριτήριο Goldilocks. εκτός αν η κλίση διατηρηθεί σταθερή (από ένα φεγγάρι όπως το φεγγάρι μας), και σε μια «σωστή» γωνία, τα κλίματα θα ταλαντευθούν πολύ άγρια για να σχηματίσουν πολυκυτταρική ζωή: πάρα πολλές γήινες χιονοστιβάδας (ολόκληρος ο πλανήτης που καλύπτεται από χιόνι και πάγο με ένα ενισχυμένο φαινόμενο albedo) ή υπερβολικός κίνδυνος από ένα δραπέτο θερμοκήπιο.
«Βρίσκουμε ότι πλανήτες με μικρά κλάσματα του ωκεανού ή πολικές ηπείρους μπορούν να βιώσουν πολύ σοβαρές εποχιακές κλιματολογικές παραλλαγές», γράφει ο David Spiegel του Πανεπιστημίου της Κολούμπια *, συνοψίζοντας τα αποτελέσματα μιας εκτεταμένης σειράς μοντέλων που διερευνούν τις επιπτώσεις της λοξότητας, της κάλυψης εδάφους / ωκεανού και περιστροφή σε πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη, «αλλά ότι αυτοί οι πλανήτες θα μπορούσαν επίσης να διατηρούν εποχιακές και περιφερειακές κατοικήσιμες συνθήκες σε μεγαλύτερο εύρος τροχιακών ακτίνων από περισσότερους πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη». Και η πραγματική έκπληξη; "Τα αποτελέσματά μας παρέχουν ενδείξεις ότι τα μοντελοποιημένα κλίματα είναι κάπως λιγότερο επιρρεπή σε δυναμικές μεταβάσεις χιονοστιβάδας με υψηλή κλίση." Με άλλα λόγια, μια εξω-Γη που έχει κλίση σχεδόν δεξιά (όπως ο Ουρανός) μπορεί να είναι λιγότερο πιθανό να υποστεί γεγονότα της Γης με χιονόμπαλα από ό, τι το Goldilocks, το Earth!
Εξετάστε την υπεριώδη ακτινοβολία.
«Η υπεριώδης ακτινοβολία είναι ένα δίκοπο σπαθί στη ζωή. Εάν είναι πολύ ισχυρό, τα χερσαία βιολογικά συστήματα θα καταστραφούν. Και αν είναι πολύ αδύναμο, η σύνθεση πολλών βιοχημικών ενώσεων δεν μπορεί να ακολουθήσει », λέει ο Jianpo Guo του Παρατηρητηρίου Yunnan της Κίνας **« Για τα αστέρια-ξενιστές με αποτελεσματικές θερμοκρασίες χαμηλότερες από 4.600 K, οι υπεριώδεις κατοικήσιμες ζώνες είναι πιο κοντά από τις κατοικήσιμες ζώνες » . Για τα αστέρια του ξενιστή με αποτελεσματικές θερμοκρασίες υψηλότερες από 7.137 Κ, οι υπεριώδεις κατοικήσιμες ζώνες είναι μακρύτερες από τις κατοικήσιμες ζώνες. " Αυτό το αποτέλεσμα δεν αλλάζει αυτό που ήδη γνωρίζαμε για τις ζώνες κατοίκησης γύρω από τα κύρια αστέρια ακολουθίας, αλλά αποκλείει αποτελεσματικά την πιθανότητα ζωής σε πλανήτες γύρω από τα κόκκινα γιγαντιαία αστέρια (υποθέτοντας ότι κάποιοι θα μπορούσαν να επιβιώσουν από το σπίτι τους να γίνουν κόκκινοι γίγαντες!)
Εξετάστε τα αποτελέσματα των νεφών.
Οι υπολογισμοί των ζωνών βιωσιμότητας - οι ακτίνες των τροχιών μιας εξω-Γης, γύρω από το σπίτι του - για τα κύρια αστέρια ακολουθίας συνήθως αναλαμβάνουν τον ουρανό ενός αστρονόμου - μόνιμους καθαρούς ουρανούς (δηλαδή χωρίς σύννεφα). Αλλά η Γη έχει σύννεφα και τα σύννεφα έχουν σίγουρα επίδραση στις μέσες παγκόσμιες θερμοκρασίες! "Το φαινόμενο albedo εξαρτάται μόνο ασθενώς από τα αστρικά φάσματα του περιστατικού, επειδή οι οπτικές ιδιότητες (ειδικά το albedo σκέδασης) παραμένουν σχεδόν σταθερές στο εύρος μήκους κύματος του μέγιστου της αστρικής ακτινοβολίας," πρόσφατη μελέτη της γερμανικής ομάδας *** καταλήγει η επίδραση των νεφών στη βιωσιμότητα (εξέτασαν τις βασικές ακολουθίες των φασματικών τάξεων F, G, K και M). Φαίνεται ότι η Gaia είναι φίλη της Goldilocks. Ωστόσο, «το φαινόμενο του θερμοκηπίου του σύννεφου υψηλού επιπέδου από την άλλη πλευρά εξαρτάται από τις θερμοκρασίες της χαμηλότερης ατμόσφαιρας, οι οποίες με τη σειρά τους είναι μια έμμεση συνέπεια των διαφόρων τύπων κεντρικών αστεριών», καταλήγει η ομάδα (θυμηθείτε ότι μια Η παγκόσμια θερμοκρασία της Γης εξαρτάται τόσο από τα φαινόμενα albedo όσο και από το φαινόμενο του θερμοκηπίου) Λοιπόν, το μήνυμα για το σπίτι; «Οι πλανήτες με σύννεφα που μοιάζουν με τη Γη στην ατμόσφαιρά τους μπορούν να βρίσκονται πιο κοντά στο κεντρικό αστέρι ή πιο μακριά σε σύγκριση με τους πλανήτες με ατμόσφαιρες με καθαρό ουρανό. Η αλλαγή στην απόσταση εξαρτάται από τον τύπο του νέφους. Σε γενικές γραμμές, τα σύννεφα χαμηλού επιπέδου οδηγούν σε μείωση της απόστασης λόγω του φαινομένου albedo, ενώ τα σύννεφα υψηλού επιπέδου οδηγούν σε αύξηση της απόστασης. "
Το "Just right" είναι δύσκολο να σημειωθεί.
* επικεφαλής συγγραφέας Η Kristen Manou του Πανεπιστημίου του Πρίνστον και ο Caleb Scharf του Πανεπιστημίου της Κολομβίας είναι οι συν-συγγραφείς ("Habitable Climates: The Influence of Obliquity", The Astrophysical Journal, Volume 691, Issue 1, pp. 596-610 (2009); arXiv: 0807.4180 is the preprint )
** κύριος συγγραφέας; Οι Fenghui Zhang, Xianfei Zhang και Zhanwen Han, όλοι επίσης στο Παρατηρητήριο Γιουνάν, είναι οι συν-συγγραφείς («Κατοικήσιμες ζώνες και ζώνες κατοικήσιμης UV γύρω από τα αστέρια του ξενιστή», Astrophysics and Space Science, Volume 325, Number 1, pp. 25- 30 (2010))
*** «Σύννεφα στην ατμόσφαιρα των εξωηλιακών πλανητών. Ι. Κλιματικές επιδράσεις των πολυστρωματικών νεφών για πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη και επιπτώσεις σε κατοικήσιμες ζώνες », Kitzmann et al., Αποδεκτά για δημοσίευση στο Astronomy & Astrophysics (2010). Το arXiv: 1002.2927 είναι η προεκτύπωση.
