В маленький принц, классической повести Антуана де Сент-Экзюпери, титулярный князь живет в доме размером с астероид настолько мал, что он может смотреть на закат в любое время суток, перемещая его стул на несколько шагов.
Конечно, в реальной жизни, небесные объекты, что маленькие не могут поддерживать жизнь, потому что у них не хватает силы тяжести, чтобы поддерживать атмосферу. Но насколько мал слишком мал для обитаемости?
В недавней работе ученые из Гарвардского университета описали новый, нижний предел размера для планет, для поддержания поверхности воды в течение длительного периода времени, продлевая так называемой обитаемой или «Златовласка» зоны небольшие, слабой гравитации планеты. Данное исследование расширяет зону поиска жизни во Вселенной и проливает свет на важный процесс атмосферной эволюции малых планет.
Исследование было опубликовано в Астрофизическом журнале.
«Когда люди думают о внутренних и внешних границ зоны обитаемости, они, как правило, думают только о нем пространственно, то есть, как близко планета к звезде», — сказал Константин Arnscheidt, Б. А. 18, первый автор бумаги. «Но на самом деле, есть много других переменных, в обитаемости, в том числе массового. Установив нижний предел для обитаемости с точки зрения размера планеты дает нам важным препятствием в нашей постоянной охоты обитаемых экзопланет и exomoons».
Как правило, планеты считаются обитаемыми, если они могут поддерживать на поверхности воды достаточно долго, чтобы позволить для эволюции жизни, по приблизительным подсчетам около одного миллиарда лет. Астрономы охотятся за этими обитаемых планет в пределах определенного расстояния от определенных типов звезд — Звезды, которые меньше, холоднее и меньше по массе, чем наше Солнце, имеет обитаемую зону намного ближе, чем больше, жарче звезд.
Внутренний край обитаемой зоны определяется, насколько близко планета может быть на звезды перед парниковым эффектом, приводит к испарению всей поверхности воды. Но, как Arnscheidt и его коллеги продемонстрировали, это определение не имеет для небольших планетах с низкой гравитацией.
Парниковым эффектом происходит, когда атмосфера поглощает больше тепла, которое она излучает обратно в космическое пространство, предохраняя планету от охлаждения и в конечном итоге приводит к остановить потепление до океана превращается в пар в атмосфере.
Однако, что-то важное происходит, когда планеты уменьшаются в размерах: они теплые, их атмосфер расширяться вовне, становясь крупнее и крупнее относительно размеров планеты. Эти большие атмосфер увеличить поглощение и излучение тепла, позволяя планеты, чтобы лучше поддерживать стабильную температуру. Исследователи обнаружили, что расширение атмосферном мешает низкая гравитация планеты не испытывали парниковым эффектом, позволяя им сохранить поверхность жидкой воды, в то время как на орбите ближе к своим звездам.
Когда планеты становятся слишком мал, однако, они теряют атмосферы и поверхности жидкости вода либо замерзает, либо испаряется. Исследователи показали, что существует критический размер, ниже которого планета не может быть обитаемой, то обитаемая зона ограничена не только в пространстве, но и в размерах планеты.
Исследователи обнаружили, что критический размер составляет около 2,7 процента массы Земли. Если объект меньше, чем 2,7 процента массы Земли, ее атмосфера будет бежать, прежде чем когда-либо имеет шанс на развитие поверхности жидкой воды, похоже на то, что происходит с кометами в Солнечной системе сегодня. Чтобы поместить это в контекст, Луну составляет 1,2% от земной массы и ртути на 5,53 процента.
Исследователи также смогли оценить зонах обитания этих маленьких планет вокруг некоторых звезд. Были смоделированы два сценария для двух разных типов звезд: G-типа звезды, как наше Солнце и М-типа звезды по образцу красного карлика в созвездии Льва.
Исследователи решена еще одна давняя тайна в нашей собственной Солнечной системе. Астрономы давно задавались вопросом, Может ли ледяным лунам Юпитера-Европа, Ганимед, и Каллисто бы быть обитаемой, если излучения от солнца возросли. Основываясь на этом исследовании, эти спутники слишком малы для поддержания поверхности жидкой воды, даже если они были ближе к Солнцу.
«Низкая масса все равно есть увлекательная возможность в поисках жизни, и эта статья показывает, насколько отличается их поведение, вероятно, будет против, что землеподобных планет», — говорит Робин Вордсворт, доцент кафедры экологической науки и техники в морях и старший автор исследования. «После наблюдений для данного класса объектов станет возможным, это будет захватывающим, чтобы попытаться проверить эти прогнозы напрямую.»
Эта статья была написана в соавторстве с Фэн Динг, постдокторант в школе Гарварда Джон А. Полсон инженерных и прикладных наук.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!