Voor Goudlokje hoefde de pap niet te heet en niet te koud te zijn ... de juiste temperatuur was alles wat ze nodig had.
Voor een aardachtige planeet die leven herbergt, of meercellig leven, is temperatuur zeker belangrijk, maar wat is er nog meer belangrijk? En wat maakt de temperatuur van een exo-aarde "precies goed"?
Sommige recente studies hebben geconcludeerd dat het beantwoorden van deze vragen verrassend moeilijk kan zijn en dat sommige antwoorden verrassend nieuwsgierig zijn.
Overweeg de kanteling van de as van een exo-aarde, de helling ervan.
In de “Rare Earth” -hypothese is dit een Goldilocks-criterium; tenzij de kanteling stabiel wordt gehouden (door een maan zoals onze maan), en onder een "precies goede" hoek, zullen de klimaten te wild slingeren om meercellig leven te vormen: te veel sneeuwbalaarde (de hele wereld bedekt met sneeuw en ijs met een versterkt albedo-effect), of te veel risico op een weggelopen kas.
"We vinden dat planeten met kleine oceaanspleten of polaire continenten zeer ernstige seizoensklimaatvariaties kunnen ervaren", schrijft David Spiegel van de Columbia University *, waarin hij de resultaten samenvat van een uitgebreide reeks modellen die de effecten onderzoeken van scheefheid, land- / oceaandekking en rotatie op aarde-achtige planeten, "maar dat deze planeten ook seizoensgebonden en regionaal bewoonbare condities kunnen behouden over een groter bereik van orbitale stralen dan meer aarde-achtige planeten." En de echte verrassing? "Onze resultaten geven aanwijzingen dat de gemodelleerde klimaten iets minder gevoelig zijn voor dynamische sneeuwbalovergangen met een hoge scheefstand." Met andere woorden, een exo-aarde die bijna recht naar voren helt (net als Uranus) heeft minder kans op sneeuwbal-aarde-gebeurtenissen dan onze, Goudlokje, Aarde!
Overweeg ultraviolette straling.
'Ultraviolette straling is een tweesnijdend zwaard tot leven. Als het te sterk is, worden de terrestrische biologische systemen beschadigd. En als het te zwak is, kan de synthese van veel biochemische verbindingen niet samengaan, "zegt Jianpo Guo van het Chinese Yunnan Observatorium **" Voor de gaststerren met effectieve temperaturen lager dan 4600 K zijn de ultraviolette bewoonbare zones dichterbij dan de bewoonbare zones . Voor de gaststerren met effectieve temperaturen hoger dan 7.137 K zijn de ultraviolette bewoonbare zones verder dan de bewoonbare zones. ” Dit resultaat verandert niets aan wat we al wisten over bewoonbaarheidszones rond hoofdreekssterren, maar het sluit in feite de mogelijkheid uit van leven op planeten rond postrode reuzensterren (ervan uitgaande dat ze hun huis kunnen overleven als ze rood worden!)
Overweeg de effecten van wolken.
Berekeningen van de bewoonbaarheidszones - de radii van de banen van een exo-aarde, rond zijn thuiszon - voor hoofdreekssterren gaan meestal uit van een hemel van astronomen - permanent heldere luchten (d.w.z. geen wolken). Maar de aarde heeft wolken en wolken hebben zeker een effect op de gemiddelde temperatuur op aarde! "Het albedo-effect is slechts zwak afhankelijk van de incidentele stellaire spectra omdat de optische eigenschappen (vooral de verstrooiende albedo) bijna constant blijven in het golflengtebereik van het maximum van de incidentele stellaire straling," een recente studie van een Duits team *** over de effecten van wolken op bewoonbaarheid concludeert (ze keken naar hoofdreekshuizen van spectrale klassen F, G, K en M). Dit klinkt alsof Gaia de vriend van Goudlokje is; "Het broeikaseffect van de wolk op hoog niveau hangt daarentegen af van de temperaturen van de lagere atmosfeer, die op hun beurt een indirect gevolg zijn van de verschillende soorten centrale sterren", concludeert het team (onthoud dat een exo- De wereldwijde temperatuur van de aarde hangt af van zowel de albedo- als broeikaseffecten). Dus de boodschap om mee naar huis te nemen? “Planeten met aardachtige wolken in hun atmosfeer kunnen dichter bij de centrale ster of verder weg staan in vergelijking met planeten met een heldere hemelatmosfeer. De afstandsverandering is afhankelijk van het type wolk. Over het algemeen zorgen lage wolken voor een afname van de afstand vanwege hun albedo-effect, terwijl de hoge wolken voor een grotere afstand zorgen. ”
'Precies goed' is lastig vast te pinnen.
* hoofdauteur; Kristen Manou van Princeton University en Caleb Scharf van Colombia University zijn de co-auteurs ("Habitable Climates: The Influence of Obliquity", The Astrophysical Journal, Volume 691, Issue 1, pp. 596-610 (2009); arXiv: 0807.4180 is de voordruk )
** hoofdauteur; Fenghui Zhang, Xianfei Zhang en Zhanwen Han, allemaal ook bij het Yunnan Observatorium, zijn de co-auteurs ("Bewoonbare zones en UV bewoonbare zones rond gaststerren", Astrophysics and Space Science, Volume 325, Number 1, pp. 25- 30 (2010))
*** “Wolken in de atmosfeer van extrasolaire planeten. I. Klimaateffecten van meerlagige wolken voor aardachtige planeten en implicaties voor bewoonbare zones ”, Kitzmann et al., Geaccepteerd voor publicatie in Astronomy & Astrophysics (2010); arXiv: 1002.2927 is de voordruk.
