Anonim

Oppdatert modell for å identifisere beboelige soner rundt stjernene setter jorden på kanten

Rom

David Szondy

4. februar 2013

Beboelig sone avstander rundt ulike typer stjerner (Bilde: Chester Herman)

Forskere ved Penn State har utviklet en ny metode for å beregne beboelig sone rundt stjerner. Datamodellen basert på nye drivhusgassdatabaser gir et verktøy for å bedre estimere hvilke ekstrasolare planeter med tilstrekkelig atmosfærisk trykk som kan holde væskevann på overflaten deres. Den nye modellen indikerer at noen av de nesten 300 mulige jordlignende planeter som tidligere ble identifisert, kunne være for nær stjernene deres til å være beboelig.

Hittil har forskere funnet 18.000 ekstrasolare planetkandidater, med bare en håndfull av disse, den rette størrelsen, avstanden og har de riktige baneegenskapene som potensielt er beboelig. "Behagelig" er meget bredt definert som å være svært omtrent den riktige størrelsen og har en temperatur der flytende vann kan eksistere på overflaten av planeten. Det er en veldig generøs definisjon, men det er fortsatt en som gir en veldig stor feilmargin.

En del av grunnen er variablene forskerne bruker til å beregne beboelig sone. En halvdel av ligningen er selve stjernen. Er det gammelt? Er det ung? Er det varmt? Er det kult? Er det en variabel? Disse bestemmer hvor langt beboelig sone er fra stjernen og hvor bred den er. Deretter er det selve planeten, med egenskaper som størrelse og temperatur som brukes til å finjustere estimatene.

Penn State-modellen er basert på tidligere arbeid av James Kasting, Evan Pugh Professor of Geosciences også på Penn State. I den nåværende studien beregnes den beboelige sonen basert på stjernens flux-hendelse på en planet, det vil si mengden lys som faller på det, i stedet for dens likevektstemperatur.

Det er imidlertid ikke en måte å komme opp med en enkel temperaturavlesning. I stedet er det en kompleks datamodell basert på antagelser om atmosfæren på planeten og hvordan den absorberer og utstråler varme under givne forhold. Selv om disse beregningene er så involvert, trenger de en supercomputer til å bære dem ut, de er fortsatt svært forenklet i forhold til virkeligheten og opererer på en rekke antagelser. For eksempel antar denne studien et endimensjonalt, strålings-konvektivt, skyfritt klima. Teamet innrømmer selv at enkelte faktorer kan ha vært under eller overvurdert, og resultatene vil gjenspeile dette.

Teamet brukte oppdaterte absorpsjonsdatabaser av drivhusgasser, som karbondioksid og vanndamp, som er mer nøyaktige enn de som ble brukt av Kasting for 20 år siden. Disse ble matet til superdatamaskiner ved Penn State og University of Washington, og fra dette ble det beboelige sonen beregnet for ulike klasser av stjerner.

Den beboelige sonen ble beregnet mellom det punkt hvor planeten ville være så varm at vannet ville være håpløst tapt (den indre grensen) og punktet hvor drivhuseffekten ville være for svak til å smelte is (den ytre grensen). Resultatene fra Penn State-studien indikerer at de beboelige sonene er lengre unna deres stjerner enn tidligere antatt. Dette betyr at noen extoplanets som tidligere antas å være potensielt beboelige, kanskje ikke er det.

Et forstyrrende funn av studien var at solsystemets beboelige sone ligger mellom 0, 99 AU (92 millioner mi, 148 millioner km) og 1, 70 AU (158 millioner mi, 254 millioner km) fra solen. Siden jorden vekser solen i en gjennomsnittlig avstand fra en AU, setter dette oss på kanten av beboelsesområdet.

Dette kan virke som et godt argument for å flytte til Mars, som har en gjennomsnittlig avstand fra Solen på 1, 52 AU, men laget er forsiktig med å påpeke at modellen ikke tar hensyn til tilbakemelding fra skyene, noe som reflekterer stråling bort fra jorden og stabilisere klimaet.

Ifølge teamet kan modellen brukes til å undersøke over 2.000 potensielle systemer funnet av NASA Kepler-oppdraget. Det kan også hjelpe Penn States Habitable Zone Planet Finder (et spektrograph designet for å søke vannopprettholde planeter) samt NASAs foreslåtte Terrestrial Planet Finder teleskopnettverk.

Et papir som beskriver lagets resultater har blitt akseptert for publisering i Astrophysical Journal, men en forhåndskopi kopi er tilgjengelig for visning (PDF).

Kilde: Penn State

Beboelig sone avstander rundt ulike typer stjerner (Bilde: Chester Herman)

Anbefalt Redaksjonens