Визуализация трех компьютерных симуляций экзопланет с изображением ветра (стрелки) и пыли в воздухе (цветовая шкала) с родительской звездой M-карликом на заднем плане. Создано Денисом Сергеевым, научным сотрудником STFC в Университете Эксетера. Фото: Denis Sergeev/ University of Exeter
Ученые расширили наше понимание потенциально обитаемых планет, вращающихся вокруг далеких звезд, включив критический климатический компонент - присутствие переносимой по воздуху пыли.
Исследователи предполагают, что планеты со значительным содержанием пыли в воздухе (подобно миру, изображаемому в классической научной фантастике «Дюна») могут быть обитаемыми на большем диапазоне расстояний от их родительской звезды, что увеличивает окно для планет, способных поддерживать жизнь.
Команда из Университета Эксетера, Метеорологического бюро и Университета Восточной Англии (UEA) выделила три основных воздействия пыли.
Высококачественная стереокамера на борту Марс-экспресс получила этот замечательный снимок пылевых облаков (справа) возле северной полярной шапки Красной планеты в апреле 2018 года. Это была одна из нескольких мелких пылевых бурь, наблюдающихся в последние месяцы на Марсе. Фото: NASA
Планеты, вращающиеся вблизи звезд меньшего размера и холоднее Солнца, так называемые М-карлики, вероятно, будут существовать в синхронных вращательно-орбитальных состояниях, что приведет к постоянным дневным и ночным сторонам.
Исследователи обнаружили, что пыль охлаждает жаркую дневную сторону, но также согревает ночную сторону, эффективно расширяя «обитаемую зону» планеты, диапазон расстояний от звезды, где может существовать вода в жидком виде. Обнаружение и характеристика потенциально обитаемых далеких планет в настоящее время наиболее эффективны для этих типов миров.
Результаты, опубликованные сегодня в Nature Communications, также показывают, что для планет в целом охлаждение воздушно-капельной пылью может сыграть значительную роль на внутренней границе этой обитаемой зоны, где она становится настолько горячей, что планеты могут потерять свои поверхностные воды и стать пригодными для обитания (по сценарию, предположительно произошедшему на Венере).
Изображение облаков Венеры в ложном цвете, полученные аппаратом Венера - Экспресс
По мере того, как вода теряется с планеты, а ее океаны сжимаются, количество пыли в атмосфере может увеличиваться и, как следствие, охлаждать планету. Этот процесс является так называемой негативной климатической обратной связью, откладывающей потерю воды.
Важно отметить, что исследование также предполагает, что присутствие пыли должно учитываться при поиске ключевых биомаркеров, указывающих на жизнь, таких как наличие метана, поскольку это может скрывать их сигнатуры, наблюдаемые астрономами.
Эксперты предполагают, что эти результаты означают, что экзопланеты должны быть очень тщательно рассмотрены, прежде чем они будут потенциально отвергнуты в поисках обитаемых далеких миров.
Доктор Ян Бутл, ведущий автор исследования, совместно с Метеорологическим бюро и Университетом Эксетера сказал: «На Земле и Марсе пыльные бури оказывают как охлаждающее, так и согревающее воздействие на поверхность, причем охлаждающее воздействие обычно выигрывает. Но эти «синхронизированные орбиты» планеты очень разные. Здесь темные стороны этих планет находятся в вечной ночи, и эффект потепления побеждает, тогда как на дневной стороне побеждает эффект охлаждения. Эффект заключается в смягчении экстремальных температур, что делает планету более пригодной для жилья».
Известно, что присутствие минеральной пыли играет существенную роль в климате, как на региональном уровне, как на Земле, так и на глобальном уровне, как на Марсе.
На фотографии из космоса видно, как толстый пласт пыли в форме змеи пролегает по всему Египту, Саудовской Аравии и Красному морю, как это показано на этом поразительном полноцветном снимке, сделанного прибором Аква MODIS 13 мая 2005 года.
Исследовательская группа выполнила серию моделирования экзопланет, используя современные климатические модели, и впервые показала, что природная минеральная пыль окажет значительное влияние на то, могут ли экзопланеты поддерживать жизнь.
Профессор Манодж Джоши из UEA сказал, что это исследование еще раз показывает, что возможность экзопланет, поддерживающих жизнь, зависит не только от излучения звезды (или количества световой энергии от ближайшей звезды), но также и от состава атмосферы планеты. «Пыль, находящаяся в воздухе, - это то, что может сохранять пригодность для жизни планет, но также затеняет нашу способность находить признаки жизни на этих планетах. Эти эффекты необходимо учитывать в будущих исследованиях».
Исследовательский проект включал часть студенческого проекта Дункана Листера, который включен в список авторов статьи.
Понравилась статья? Расскажи друзьям!
