ゴルディロックスを釘付けにする:エキソアースにとって「ちょうどいい」とは? -スペースマガジン

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ゴルディロックスにとって、お粥は熱すぎたり冷たすぎたりしてはなりませんでした。彼女が必要とするのは適切な温度だけでした。

地球のような惑星が生命または多細胞生命を宿すためには、確かに温度が重要ですが、他に何が重要ですか?そして、エキソアースの温度が「ちょうどいい」とは何ですか?

最近のいくつかの研究では、これらの質問に答えることは驚くほど難しいことがあり、答えのいくつかは驚くほど好奇心が強いと結論付けています。

エクソ地球の軸の傾き、その傾斜について考えてみましょう。

「希土類」仮説では、これはゴルディロックス基準です。傾斜が安定していない限り(月のような月によって)、「ちょうどいい」角度では、気候が乱れすぎて多細胞生物が形成できなくなります。雪玉地球(地球全体が雪と氷で覆われた地球全体)が多すぎます。強化されたアルベド効果)、または暴走温室のリスクが高すぎます。

コロンビア大学のデビッドシュピーゲル氏は、「海洋分率が小さい惑星や極大陸にある惑星は、非常に厳しい季節変動を経験する可能性があることを発見しました」と書き、傾斜、陸/海の範囲の影響を調査する広範な一連のモデルの結果をまとめています。地球に似た惑星での回転、ただし「これらの惑星は、地球に似た惑星よりも広い範囲の軌道半径にわたって季節的および地域的に居住可能な条件を維持する可能性がある」そして本当の驚き? 「私たちの結果は、モデル化された気候が、高い傾斜で動的な雪だるまの遷移を起こしにくいことを示しています。」言い換えれば、(天王星のように)ほぼ真上に傾いた外の地球は、私たちのゴルディロックスの地球よりも雪だるま式の地球イベントに苦しむ可能性が低いかもしれません!

紫外線を考慮してください。

「紫外線は両刃の剣です。強すぎると陸上生物系が破壊されます。中国の雲南天文台のJianpo Guo氏は、「弱すぎると多くの生化学的化合物の合成がうまくいかない」と述べています。「有効温度が4,600 K未満のホスト星の場合、紫外線の居住可能ゾーンは居住可能ゾーンよりも近くなります。 。有効温度が7,137 Kを超えるホスト星の場合、紫外線の居住可能ゾーンは居住可能ゾーンよりも遠くにあります。」この結果は、メインシーケンスの星の周りの居住性ゾーンについてすでに知っていたものを変更するものではありませんが、ポストレッドジャイアントスターの周りの惑星での生命の可能性を事実上排除します(ホームサンがレッドジャイアントに生き残ることができると仮定して!)

雲の影響を考慮してください。

ハビタビリティゾーンの計算–ホームサンの周りのエキソ地球の軌道の半径–メインシーケンスの星の場合、通常、天文学者の天国–永続的な晴天(つまり雲がない)を想定しています。しかし、地球には雲があり、雲は間違いなく平均的な地球の気温に影響を与えます! 「アルベド効果は、入射恒星スペクトルの光学依存性(特に、散乱アルベド)が入射恒星放射の最大値の波長範囲でほぼ一定に保たれるため、入射恒星スペクトルにわずかに依存するだけです」とドイツのチームの最近の研究***居住性に対する雲の影響は終了します(スペクトルクラスF、G、K、Mの主系列homesunを調べました)。ガイアはゴルディロックスの友人のようです。しかし、「一方で高層雲の温室効果は下層大気の温度に依存し、それが今度はさまざまな種類の中心星の間接的な結果である」とチームは結論付けています地球の全球気温は、アルベドと温室効果の両方に依存します)。それで、持ち帰りメッセージ? 「大気中に地球のような雲がある惑星は、澄んだ空の大気を持つ惑星と比較して、中心の星の近くに、または遠くに配置できます。距離の変化は雲の種類によって異なります。一般的に、低レベルの雲はアルベド効果のために距離が短くなりますが、高レベルの雲は距離が長くなります。」

「ちょうどいい」はピン留めするのが難しいです。

*筆頭著者;プリンストン大学のクリステンマヌーとコロンビア大学のカレブシャーフは共著者です(「居住可能な気候:忘却の影響」、The Astrophysical Journal、Volume 691、Issue 1、596-610(2009); arXiv:0807.4180がプレプリントです) )
**筆頭著者; Fenghui Zhang、Xianfei Zhang、およびZhanwen Hanはすべて雲南天文台にも共著者です(「ホストスター周辺のハビタブルゾーンとUVハビタブルゾーン」、天体物理学および宇宙科学、第325巻、第1巻、25ページ。 30(2010))
***「太陽系外惑星の大気中の雲。 I.地球のような惑星の多層雲の気候効果と居住可能ゾーンへの影響」、Kitzmannら、Astronomy&Astrophysics(2010); arXiv:1002.2927はプレプリントです。

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