Nowe badania finansowane przez NASA mają pomóc w selekcji przyjaznych życiu planet pozasłonecznych. Naukowcy skonstruowali model symulujący warunki atmosferyczne na odległych egzoplanetach. Dzięki temu zdołali zidentyfikować nowy proces definiujący zamieszkiwalność tych globów. Może to znacznie ograniczyć listę najciekawszych egzoplanet przeznaczonych do dalszych, bardziej szczegółowych badań.
Poprzednie modele atmosfer planetarnych przewidywały panujące w nich warunki jedynie w jednym wymiarze - w pionie. Nowy model bada je w trzech wymiarach, co pozwala m. in. na symulowanie cyrkulacji mas gazu w atmosferze i jej innych charakterystycznych cech. Jednowymiarowe modele się do tego nie nadają. Chodzi przede wszystkim o obieg wody - składnika uważanego za niezbędny dla ewentualnego życia na planetach. Uważa się, że jeśli temperatury panujące na planecie pozwalają na obecność wody w stanie ciekłym w odpowiednio długim okresie czasu (miliardy lat), to z dość znacznym prawdopodobieństwem może się tam rozwinąć życie.
Jeśli z kolei na planecie jest zbyt ciepło - bo na przykład znajduje się ona zbyt blisko swej gwiazdy macierzystej - ewentualne oceany wody mogą zacząć parować i rozpraszać się w przestrzeni kosmicznej. Wówczas para wodna wznosi się do stratosfery, gdzie stopniowo rozpada się na wodór i tlen pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. Naukowcy sądzą więc, że planety intensywnie tracące swe zasoby oceaniczne wchodzą w stan "wilgotnego efektu cieplarnianego" na skutek obecności bardzo nasyconych parą wodną, wysokich warstw atmosferycznych.
Poprzednie modele przewidywały, że aby para wodna mogła dostawać się w tak znacznym stopniu do stratosfery, temperatura powierzchni planet musiałaby być wyższa niż na Ziemi (ponad 66 stopni Celsjusza). Dzięki nowemu modelowi okazuje się jednak, że sposób promieniowania gwiazdy i jej wpływ na cyrkulację atmosferyczną planety są także silnie związane z efektem cieplarnianym. W przypadku globów krążących bardzo blisko swych gwiazd (będących wtedy najczęśćiej dość chłodnymi, czerwonymi karłami) silna grawitacja może spowolnić obrót planety wokół własnej osi i spowodować ostatecznie, że jej jedna połowa będzie stale zwrócona ku swemu "słońcu" - podobnie jak ma to miejsce w przypadku Ziemi i Księżyca. Na jednej półkuli panuje wówczas zawsze noc, a na drugiej - wieczny dzień. Na dziennej stronie formują się wówczas grube chmury działające niczym parasol chroniący planetę przed dużą ilością światła i ciepła. Chmury te mogą też jednak dodatkowo schładzać planetę i zapobiegać nadmiernemu parowaniu wody, choć pewna ilość docierającego od gwiazdy promieniowania w bliskiej podczerwieni może wciąż podgrzać planetę wystarczająco, by pojawił się na niej wilgotny efekt cieplarniany.
Innymi słowy - nowy model wskazuje na to, że być może i takie planety mogą być z dość dużym prawdopodobieństwem zamieszkiwalne, co jest nowością w stosunku do poprzednich badań tego rodzaju. To ważne wnioski, bowiem niewielkie, mało masywne i chłodne gwiazdy są jednocześnie najbardziej rozpowszechnionymi w Galaktyce - a zatem i takich planet powinno być bardzo dużo. Nowe wyniki badań pomogą też astronomom wyłonić najbardziej obiecujących kandydatów na te planety, które faktycznie mogą nadawać się do zamieszkania lub już posiadać pozaziemskie formy życia.
Opisywana praca została sfinansowana przez NASA Astrobiology Program.
Czytaj więcej:
Źródło: NASA/Bill Steigerwald
Na ilustracji: promieniowanie gwiazdy podświetlające atmosferę hipotetycznej planety pozasłonecznej.
Źródło: NASA Goddard Space Flight Center
