Astronomiya

Havasız, tıxacla kilidlənmiş bir planetdəki alt nöqtənin temperaturu

Havasız, tıxacla kilidlənmiş bir planetdəki alt nöqtənin temperaturu

Hipotetik bir qara cisim planetinin komponentləri bütün temperaturlarda möhkəm olsaydı, havasız tid-kilidli (1: 1) planetin alt nöqtəsi sonunda döndüyü ulduzun səthinin istiliyinə qədər isinərmi? Bu material çox zəif bir istilik keçiricisi olardı.

Həm də əks nöqtədəki temperatur kosmik fon temperaturu 2.7 K-yə yaxınlaşacaqmı?


Planet, çəkilən istilik miqdarı ilə yayılmış istilik miqdarı ilə eyni olduğu bir tarazlığa çatacaq. Planetdə istilik ötürmək üçün bir yol yoxdursa (keçiricilik, atmosfer yoxdur), bu şərt yerli olaraq tətbiq olunmalıdır.

Axın bir qara cisim səthindən yayıldı (W / m ilə)$^2$) tərəfindən verilir $ sigma T ^ 4 $, harada $ sigma $ Stefanın daimi və $ T $ temperaturdur.

Əgər yeraltı nöqtə məsafədirsə $ d $ ulduzdan və ulduzun parlaqlığı verilir $ L simeq 4 pi R ^ 2 sigma T _ {*} ^ 4 $ (onu da radiuslu bir qaraciyər olduğunu düşünsək $ R $ və temperatur $ T _ * $) və fərz $ d gg R $ bəzi lazımsız həndəsi xoşagəlməzliklərdən qaçınmaq üçün alt nöqtədə əmilən axın olur $ L / 4 pi d ^ 2 $. Bir qaranlıq götürmək istədiyiniz üçün axın hamısı udulur.

Buna görə də balans nöqtəsinin tarazlıqdakı temperaturu $$ sigma T ^ 4 = frac {4 pi R ^ 2 sigma T _ * ^ {4}} {4 pi d ^ 2}, $$ $$ T = T_ * sol ( frac {R} {d} sağ) ^ {1/2} $$

Bunu düşündüyümüz üçün $ d gg R $ sonra açıqca $ T .

Planetin səthindəki digər nöqtələrdə ulduzdan azalmış bir axın alacaq, sadəcə ulduzdan gələn axın açıq səthə bir açı ilə düşdüyünə görə tarazlıq temperaturu daha aşağı olacaqdır.

Planetin işıqsız tərəfində ulduzdan bir işıq yoxdur, ancaq kosmik mikrodalğalı fondan demək olar ki, izotropik bir axın var $ sigma T _ { rm CMB} ^ 4 $ entre səthinin üzərində. Buna görə başqa bir istilik mənbəyi olmadığı təqdirdə, tərəf tarazlıqda CMB-nin temperaturunu qəbul edəcəkdir.


Həssaslıq Hələ də Düzənlənmiş Yerdəki Ekzoplanetlərdə Bir Get

Başlıq:Gələcəkdə Kilidlənmiş Yerüstü Ekzoplanetlərdə Su Tutma Xüsusi şərtlər tələb edir
Müəlliflər:
Jun Yang, Yonggang Liu, Yongyun Hu və Dorian S. Abbot
İlk Müəllif Təşkilatı:
Chicago Universiteti
Status: Astrofizik Jurnal Məktublarına qəbul edildi

Daha əvvəl Astrobites-də səthlərində maye suyu saxlaya biləcəyi ilə təyin olunan yaşayışlı ekzoplanetlər haqqında bir neçə dəfə danışdıq. Birincisi, buna yaşayış sahəsi, başqa bir şəkildə & # 8220Goldilocks zone & # 8221 və ya bir planetin planetdəki suyun nə qatı donmayacağı, nə də qaynadılacağı yerdəki bir ulduzun ətrafında dönə biləcəyi məsafə deyilir. uzaqda. Fəqət ulduzdan məsafə (birbaşa planetin qəbul etdiyi ulduz radiasiyasının miqdarına çevrilir) bir planetin suyunun vəziyyətini həqiqətən başa düşmək üçün yalnız birinci dərəcəli yaxınlaşmadır, planetin detallarını anlamalıyıq & # 8217 atmosfer və istilik dövranı. Bu, əsasən günümüzün müşahidə qabiliyyətlərindən daha yüksəkdir, lakin hansı planetlərin yaşayış üçün yaxşı namizəd olduğunu izah etmək üçün modellər tətbiq edə bilərik.

Yang və əməkdaşlıq edənlər ekzoplanetlərin müəyyən bir alt hissəsini araşdırırlar: M-ulduzları dövr edən səliqəli kilidli, qayalı ekzoplanetlər. M ulduzları bu günə qədər ən çox yayılmış ulduz növüdür və kiçik, sərin ulduz olduqları üçün yaşayış zonaları yaxınlıqdadır. Bu, bir çox yaşayış zonası planetinin gelgit kilidlənməsi ilə nəticələnir. Düzbucaqlı şəkildə kilidlənmiş planetlər elə orbitdə olur ki, bir tərəfi həmişə ulduzuna, bir tərəfi də kosmosa çıxsın. Nəticə etibarilə, gecə və gündüz tərəfləri arasında nəhəng istilik dərəcələri var. Bu planetlərdə atmosfer sirkulyasiyası suyun planetin gündüz tərəfindən (buxarlandığı yerdən) gecə tərəfinə (atmosferdən yoğunlaşdığı yerə) nəql etmək meyli olacaqdır. Bir dəfə soyuq gecə tərəfində donacaq və buz kimi tələyə düşəcək. Bəs bu suyun nə qədər hissəsi donur? Bir dəfə donursa, maye kimi əbədi itirilirmi? Bu senarini daha dolğun başa düşmək üçün atmosfer sirkulyasiya modelləri həm quru həm də dəniz buz örtüklərinin yanında okeanların axınını təsvir edən modellərlə birləşdirilməlidir.

Yang və işbirlikçiləri, atmosferi, okeanı, dəniz buzunu və qurunu öyrənmək üçün birləşdirilmiş modellərdən ibarət olan Earth & # 8217s iqlimini öyrənmək üçün hazırlanmış modellərdən istifadə edirlər. Bütün hallarda, 37 gün müddətli, 1,5 radiuslu Yer radiuslu və Yerdən 1,38 dəfə ağırlıqlı, lakin müxtəlif qitə / okean konfiqurasiyaları olan tipik bir super Earth ekzoplanetini araşdırırlar. Qitələri və üç müxtəlif okean dərinliyi olmayan bir su dünyasını, gecə tərəfini əhatə edən bir super qitəni və gündüz bir okeanı əhatə edən bir planet, sırasıyla eyni yüksəklik və dərinliyə sahib olan bir dünyanı və müasir Yer kürəsinə bənzəyən bir planet araşdırırlar. ya Atlantik, ya da Sakit Okeanlarda və ya Afrikada bir alt nöqtə.

Şəkil 1. Üç müxtəlif planet üçün suyun miqdarını göstərən diaqram. Solda su və buzun isti gün və soyuq gecə tərəfləri arasında asanlıqla daşınması və az buz tutulmasına səbəb olduğu bir su dünyası var. Mərkəzdə, gecə tərəfini əhatə edən böyük bir qitəyə sahib bir planet hələ də böyük bir okean saxlayır, çünki planetin yüksək istilik axını buz təbəqəsini kiçik saxlayır. Sağ paneldə, bir gecə qitəsi ilə birlikdə daha az istilik axını ilə qitə buz təbəqəsi böyüyür və planetin suyunun çox hissəsini tutur. Sonuncusu, yaşayış üçün ən pis ssenari, ancaq istilik axını az olduqda, qitələrin hamısı gecə tərəfində olduqda və ümumi su anbarları Yer kürəsi ilə müqayisədə kiçik olduqda mümkündür. (Kredit: Yang et al. 2014)

Su dünyası üçün, gecə tərəfindəki buzun yalnız 5.4 metr qalınlaşdığını və planetdə bol maye su qaldığını tapdılar. Gecə tərəfində buz əmələ gəldiyində, eyni zamanda gündüz tərəfdən gəzən isti okean axınları və buz təbəqələrini daha isti dənizaltı nöqtəsinə doğru itələyən səth küləkləri ilə davamlı olaraq əriyir. Yang, okean və buz nəqliyyatının bir quru tərəfindən pozulması halında nə olacağını araşdırmaq üçün şərq və qərb terminatorlarında şimaldan cənuba uzanan (gün / gecə ayırıcı xətlər, səliqəli bir şəkildə bağlanmış bir planetdə sabit bir coğrafi nöqtə) kontinental maneələr əlavə edir. baryer. Bu vəziyyətdə buz 1000 metr qalınlığa qədər böyüyür və suyunu buz kimi təsirli bir şəkildə tutur.

Planetin bir super qitəsinə sahib olan bir planetdə gecə tərəfi, kontinental buz təbəqələri kimi tələyə düşən su, aşağı bir jeotermal istilik axını üçün maksimum dərəcədə artır. Dünyada su anbarı və istilik axını olan bir planet üçün təxminən okeanının yarısı belə bir ssenaridə qalacaq. Güman ki, daha yüksək istilik axınına sahib olan super-Earth üçün yalnız bir neçə yüz metr qalınlığında kiçik bir okean tələyə düşəcəkdi. Bu ssenari ilə su dünyası arasında müqayisə üçün Şəkil 1-ə baxın.

Şəkil 2. Müasir Yer kürəsinin qitə konfiqurasiyasına sahib bir planet üçün buz qatı qalınlıqları okeanlar (solda) və quruda (sağda) göstərilir. Rəng çubuğu buzun qalınlığını, konturlar səthdəki hava istiliyini 0, 5 və 7 dərəcə C göstərir və oxlar dəniz buzunun sürətini göstərir. Qara nöqtə yeraltı nöqtəni göstərir. Bu, aşağı istilik axını olan bir planet üçündür. Ən çox səliqəli şəkildə kilidlənmiş süper Yerlər, ehtimal ki, daha yüksək bir istilik axınına sahib olardı və nəticədə daha çox buz təbəqələri yaranır. (Kredit: Yang et al. 2014)

Müasir Yer kürəsi və # 8217 kontinental konfiqurasiyası kimi daha az süni qitə öyrənilirsə, buz qalır

Əksər ərazilərdə 10 metr qalınlığa çatsa da

Baffin Körfəzi və ya daha çox daxili dəniz kimi bir neçə təcrid olunmuş bölgədə 100 metr. Qitələr arasındakı kiçik keçidlər belə kritik miqdarda suyun buzda qalmaması üçün kifayət qədər dəniz buzunun və su axınlarının nəqlinə imkan verir. Ətraflı məlumat üçün Şəkil 2-ə baxın.

Nəticə olaraq, bu yığcam şəkildə kilidlənmiş planetlərin yaşayış üçün perspektivi olduqca yaxşıdır! Okean planetləri buzları ərimək üçün günün yanına səmərəli şəkildə daşıya bilər və kontinental örtükdəki kiçik fasilələr belə kritik miqdarda suyun okean və ya quru buz təbəqələrində qalmasının qarşısını almaq üçün kifayətdir. Bu tip planetlər arasındakı fərqləri müşahidə etməklə tapmaq çətin olacaq, lakin əks olunma ölçmələrinə nəzər salmaq planetlərdə quru / su / buz örtüyünü göstərə bilər.


3 Cavablar 3

Bir planetin ətalətinin olduqca cəlbedici olduğunu nəzərə alsaq, sinxron fırlanmadan çıxmaq üçün lazım olan çox miqdarda enerji, planetin geologiyası, coğrafiyası, ekologiyası və hər tərəfi üçün olduqca kataklizmik təsirlər göstərəcəkdir. Parlayan bir lava topu ilə bitməyinizə baxmayaraq, şiddətli zəlzələlər, vulkan püskürmələri, hidravlik və atmosfer dövrlərinin həddindən artıq çıxması və s. İlə qarşılaşacaqsınız. Heç olmasa orada yaşamaq xoşagəlməz olardı.

Planetin bundan sonra nə qədər sürətlə fırlanacağını təyin etmədiyiniz üçün onun yavaş-yavaş fırlanacağını düşünəcəyəm (Bunun üçün yalnız "təvazökar" bir enerji lazım olacaq, bəlkə də keçib gedən neytron ulduzu və ya bir şey). Planetdə günəşdən işləyən cazibə qüvvələri sabit və planetin və ulduzun bütün ömrü boyu aktiv qaldığından, sistemin, ehtimal ki, Merkuri kimi qəribə bir rezonansa sahib olan başqa bir dövri dövrə yerləşəcəyini düşünmək ağlabatan görünür. fırlanma / orbital dövr. Planeti ilk növbədə sinxron fırlanmaya bağlayan gelgit qüvvələri hələ də fəaliyyətdə olacaqdır.

Planetdəki hər hansı bir həyata gəlincə, "isti dirəyə" nisbətən yerləşməsinə görə oturaq bir həyat tərzi üçün inkişaf edən hər şey böyük ehtimalla yox olacaq və bu ekoloji nişi dolduran bitki örtüyündə otlayan daha böyük həyat formaları, və ekoloji torun bu hissəsində iştirak edən bütün yırtıcılar, parazitlər, simbiotlar və s. da məhv olacaqdır. Hidravlik və atmosfer dövrləri yeni bir tarazlıqda yenidən qurulduqda və ekologiya sabitləşə bilsə də, planetiniz böyük ehtimalla aeonlar üçün liken və yosun ekvivalentinə enəcəkdir.

Bir tərəfdən, planetin ulduza yaxın olduğunu nəzərə alsaq, planetin sinxron fırlanmasını qıracaq qədər enerjinin sərbəst buraxılması böyük ehtimalla ulduza da paylanacaq, buna görə hər şeyə əlavə olaraq ulduz daha yüksək ola bilər aktivlik və şiddətli alovlarla planetimizi sterilizasiya etmək və yuxarıda yazılanların çoxunu göstərmək.


Havasız, tıxacla kilidlənmiş bir planetdəki alt nöqtənin temperaturu - Astronomiya

Qısamüddətli planetlərdə yüzlərlə minlərlə kelvinin gecə-gündüz istilik ziddiyyətləri sərgilənir. Həm də planetin ən isti bölgəsi dənizaltı nöqtənin 1-nin şərqində olan şərq istiqamətindəki qaynar nöqtələr ofsetlərini nümayiş etdirirlər ki, bu da şərq küləyinə görə istiliyin yayılması kimi geniş təfsir edilmişdir. Spitzer Kosmik Teleskopunda İnfraqırmızı Array Kamera (IRAC) ilə əldə edilmiş isti Jupiter CoRoT-2b-nin istilik fazı müşahidələrini təqdim edirik. Bu ölçmələr, bərabərliyi 3-10 olan digər doqquz planetdən fərqli olaraq, 23 ± 4 ° bir qərbə isti nöqtə ofseti tarixinə qədər ən güclü aşkarlığı göstərir. CoRoT-2b-nin özünəməxsus infraqırmızı axını xəritəsi, sinxron olmayan fırlanma 11 və ya maqnit təsirləri 12,13 və ya qismən bulud örtüyü səbəbindən qərb istiqamətindəki küləklərdən və planetin şərq yarımkürəsindən 14-17-dən çıxan axını gizlədə bilər. Sinxron olmayan fırlanma və maqnit təsirləri planetin anomal olaraq böyük radiusunu 12,18 izah edə bilər. Digər tərəfdən, qismən bulud örtüyü, planetin 19,20 xüsusiyyətsiz günbaşı emissiya spektrini izah edə bilər. CoRoT-2b yığcam bir şəkildə kilidlənməyibsə, deməli, ulduz-planetin gelgit qarşılıqlı təsəvvürü yarımçıq qalmışdır. Əgər qərbə doğru ofset maqnit təsirlərindən qaynaqlanırsa, nəticəmiz ekzoplanetin maqnit sahəsini öyrənmək üçün bir fürsəti təmsil edir. Şərq buludları varsa, deməli, yığcam şəkildə kilidlənmiş planetlərdə geniş miqyaslı sirkulyasiyanın daha yaxşı başa düşülməsi tələb olunur.


Giriş seçimləri

1 il ərzində jurnala tam giriş əldə edin

Bütün qiymətlər NET qiymətləridir.
ƏDV daha sonra kassaya əlavə olunacaq.
Vergi hesablanması ödəmə zamanı başa çatacaq.

ReadCube-da vaxt məhdud və ya tam məqalə girişi əldə edin.

Bütün qiymətlər NET qiymətləridir.


ASJC Scopus mövzu sahələri

  • APA
  • Standart
  • Harvard
  • Vancouver
  • Müəllif
  • BIBTEX
  • RIS

HD 189733b-nin gecə-gündüz dövriyyə nümunələrində çox dalğa uzunluğu məhdudiyyətləri. / Knutson, Heather A. Charbonneau, David Cowan, Nicolas B. Fortney, Jonathan J. Showman, Adam P. Agol, Eric Henry, Gregory W. Everett, Mark E. Allen, Lori E.

In: Astrophysical Journal, Vol. 690, № 1, 2009, s. 822-836.

Tədqiqat nəticəsi: Jurnala töhfə ›Məqalə› peer-review

T1 - HD 189733b-nin gecə-gündüz dövriyyə nümunələrində çox dalğaboylu məhdudiyyətlər

N2 - IRI 8 μm bandpassdakı əvvəlki müşahidələrimizlə planetin orbitinin eyni hissəsini əhatə edən MIPS 24 μm bant keçidində isti Jupiter HD 189733b-nin faz dəyişməsinin yeni Spitzer müşahidələrini təqdim edirik (Knutson və digərləri 2007). Planetdən bu bant keçidindəki minimum yarımkürə ortalama axınının, bu, uyğun olaraq 984 ± 48 K və 1220 ± 47 K minimum və maksimum yarımkürə ortalama parlaqlıq temperaturlarına uyğun gələn maksimum axının 76% ± 3% -i olduğunu tapırıq. Planet, maksimum axınına 0,396 ± 0,022 orbital fazada çatır, bu da yeraltı nöqtədən 20 ° -30 ° şərqə doğru sürüşmüş isti bölgəyə uyğun gəlir. Səliqəli olaraq kilidlənmiş isti Yupiterlər külək olmadığı zamanlarda gecə və gündüz çox böyük temperatur fərqlərinə sahib olduqları üçün müşahidə olunan faz dəyişməsinin kiçik amplitüdü planetin atmosferinin istilik enerjisini 24 mikron fotosferdə gündüzdən gecə tərəfə səmərəli nəql etdiyini göstərir, təvazökar gecə-gündüz istilik fərqlərinə səbəb olur. HD 189733b üçün 8 ilə 24 mikron faza əyriləri arasındakı oxşarlıqlar, bu planetdəki dövranın bu iki dalğa boyu tərəfindən hiss olunan təzyiqlər daxilində əsas etibarilə oxşar bir şəkildə davrandığı qənaətinə gəlməyimizə səbəb olur. Bir ölçülü radiasiya köçürmə modelləri, 8 μm bandın təzyiqlərini 24 μm-dən 2-3 dəfə çox sondalamalı olduğunu göstərir, baxmayaraq ki, qeyri-müəyyən metan bolluğu şərhi çətinləşdirir. Əgər bu iki bant müxtəlif təzyiqləri araşdırsaydı, bu, temperaturun hiss olunan iki dərinlik arasında yalnız zəif dəyişdiyini və bu səbəbdən atmosferin bu yüksəkliklərdə konvektiv olmadığını göstərir. Həm də eyni vaxtda yerüstü müşahidələr və əlavə Spitzer müşahidələr əsasında ulduz ləkələrinin həm zaman seriyasına həm də 8 və 24 μm-də mümkün töhfəsinin təhlilini təqdim edirik. Bu ləkələrin təsirlərinin uçotu, hər iki zolaqda da planet üçün bir az isti bir gecə istiliyi ilə nəticələnir, lakin əksinə nəticələrimizə təsir göstərmir.

AB - IRI 8 μm bandpassda əvvəlki müşahidələrimizlə planetin orbitinin eyni hissəsini əhatə edən MIPS 24 μm bant keçidində isti Jupiter HD 189733b-nin faz dəyişməsinin yeni Spitzer müşahidələrini təqdim edirik (Knutson və digərləri 2007). Planetdən bu bant keçidindəki minimum yarımkürə ortalama axınının, bu, uyğun olaraq 984 ± 48 K və 1220 ± 47 K minimum və maksimum yarımkürə ortalama parlaqlıq temperaturlarına uyğun gələn maksimum axının 76% ± 3% -i olduğunu tapırıq. Planet, maksimum axınına 0,396 ± 0,022 orbital fazada çatır, bu da yeraltı nöqtədən 20 ° -30 ° şərqə doğru sürüşmüş isti bölgəyə uyğun gəlir. Səliqəli olaraq kilidlənmiş isti Yupiterlər külək olmadığı zamanlarda gecə və gündüz çox böyük temperatur fərqlərinə sahib olduqları üçün müşahidə olunan faz dəyişməsinin kiçik amplitüdü planetin atmosferinin istilik enerjisini 24 mikron fotosferdə gündüzdən gecə tərəfə səmərəli nəql etdiyini göstərir, təvazökar gecə-gündüz istilik fərqlərinə səbəb olur. HD 189733b üçün 8 ilə 24 mikron faza əyriləri arasındakı oxşarlıqlar, bu planetdəki dövranın bu iki dalğa boyu tərəfindən hiss olunan təzyiqlər daxilində əsas etibarilə oxşar bir şəkildə davrandığı qənaətinə gəlməyimizə səbəb olur. Bir ölçülü radiasiya köçürmə modelləri, 8 μm bandın təzyiqlərini 24 μm-dən 2-3 dəfə çox sondalamalı olduğunu göstərir, baxmayaraq ki, qeyri-müəyyən metan bolluğu şərhi çətinləşdirir. Əgər bu iki bant müxtəlif təzyiqləri araşdırsaydı, bu, temperaturun hiss olunan iki dərinlik arasında yalnız zəif dəyişdiyini və bu səbəbdən atmosferin bu yüksəkliklərdə konvektiv olmadığını göstərir. Həm də eyni vaxtda yerüstü müşahidələr və əlavə Spitzer müşahidələr əsasında ulduz ləkələrinin həm zaman seriyasına həm də 8 və 24 μm-də mümkün töhfəsinin təhlilini təqdim edirik. Bu ləkələrin təsirlərinin uçotu, hər iki zolaqda da planet üçün bir az isti bir gecə istiliyi ilə nəticələnir, lakin əksinə nəticələrimizə təsir göstərmir.


İstinadlar

Burrows, A. S. Ekzoplanet atmosferinin araşdırılmasında diqqət çəkən məqamlar. Təbiət 513, 345–352 (2014)

Heng, K. & amp Showman, A. P. İsti ekzoplanetlərin atmosfer dinamikası. Annu. Rev Earth Planet. Elm. 43, 509–540 (2015)

Knutson, H. A. et al. Hubble Kosmik Teleskopu super Earth HD 97658b-nin IR yaxın ötürülmə spektroskopiyası. Astrofizlər. J. 794, 155 (2014)

Demory, B.-O. və s. Super Earth 55 Cancri e-nin bir tranzitinin isti ilə təsbit edilməsi Spitzer. Astron. Astrofizlər. 533, A114 (2011)

Winn, J. N. et al. Çılpaq gözlü bir ulduzdan keçən bir super-Earth. Astrofizlər. J. 737, L18 (2011)

Solomatov, V. in Geofizika haqqında traktat Cild 9 (ed. Schubert, G.) 91–119 (Elsevier, 2007)

Demory, B.-O., Gillon, M., Madhusudhan, N. & amp Queloz, D. Süper Dünyadakı Dəyişkənlik 55 Cnc e. Ay Yox. R. Astron. Soc. 455, 2018–2027 (2016)

Gillon, M. et al. Cənub tranzit planetlərinin TRAPPIST sorğusu. I. Ultra qısa müddətli WASP-43 b planetinin otuz tutulması. Astron. Astrofizlər. 542, A4 (2012)

Stevenson, K. B. et al. BLISS Xəritəçəkmə istifadə edərək ekzoplanet HD 149026b-nin tranzit və tutulma analizləri. Astrofizlər. J. 754, 136 (2012)

Lanotte, A. A. et al. Qlobal təhlili Spitzer və yeni HARPS məlumatları GJ 436 b-nin yalnızlığını və metal zənginliyini təsdiqləyir. Astron. Astrofizlər. 572, A73 (2014)

Deming, D. et al. Spitzer piksel səviyyəsində dekorasiya istifadə edərək sıx, təvazökar bir şəkildə şüalanmış, nəhəng HAT-P-20b ekzoplanetinin ikincili tutulmaları. Astrofizlər. J. 805, 132 (2015)

Pont, F., Zucker, S. & amp Queloz, D. Qırmızı səs-küyün planetar tranzit aşkarlanmasına təsiri. Ay Yox. R. Astron. Soc. 373, 231–242 (2006)

Fischer, D. A. et al. 55 Cancri ətrafında dövr edən beş planet. Astrofizlər. J. 675, 790–801 (2008)

Berta, Z. K. et al. GJ1214 super-Earth sistemi: ulduz dəyişkənliyi, yeni keçidlər və əlavə planetlərin axtarışı. Astrofizlər. J. 736, 12 (2011)

Mazeh, T. & amp; Faigler, S. CoRoT-3 işıq əyrisində elipsoidal və relyativistik işıq effektlərinin aşkarlanması. Astron. Astrofizlər. 521, L59 (2010)

Budaj, J. Qarşılıqlı əlaqəli ikili sistemlərdə və ya planet ulduz sistemlərində əks təsir. Astron. J. 141, 59 (2011)

Shkolnik, E., Bohlender, D. A., Walker, G. A. H. & amp Collier Cameron, A. Ulduz və planet qarşılıqlı təsirlərinin açıq / kənar təbiəti. Astrofizlər. J. 676, 628–638 (2008)

Miller, B. P., Gallo, E., Wright, J. T. & amp; Pearson, E. G. Ulduz-planet qarşılıqlı fəaliyyətinin hərtərəfli statistik qiymətləndirilməsi. Astrofizlər. J. 799, 163 (2015)

de Wit, J., Gillon, M., Demory, B.-O. & amp Seager, S. Uzaq aləmlərin ardıcıl xəritələşdirilməsinə doğru: ekzoplanet HD 189733b-nin ikincil tutulma taraması. Astron. Astrofizlər. 548, A128 (2012)

Demory, B.-O. və s. Ekzoplanet atmosferində bircins olmayan buludların nəticəsi. Astrofizlər. J. 776, L25 (2013)

Cowan, N. B. et al. Bir okean daşıyan dünyanın yad xəritələri. Astrofizlər. J. 700, 915–923 (2009)

Şoumen, A. P., Fortney, J. J., Lewis, N. K. & amp Shabram, M. Doppler isti Jupiters üzərindəki atmosfer sirkulyasiyasının imzaları. Astrofizlər. J. 762, 24 (2013)

Gillon, M. et al. Yaxınlıqdakı super Earth 55 Cnc radiusunda dəqiqlik yaxşılaşdırıldı. Astron. Astrofizlər. 539, A28 (2012)

Ehrenreich, D. et al. 55 Cancri bəndində tranzit bir genişlənmiş atmosferə işarə. Astron. Astrofizlər. 547, A18 (2012)

Madhusudhan, N. & amp Seager, S. İsti Yupiter atmosferlərindəki istilik inversiyalarının çıxarılması barədə. Astrofizlər. J. 725, 261–274 (2010)

Heng, K. & amp Kopparla, P. Süper Yer atmosferlərinin sabitliyi haqqında. Astrofizlər. J. 754, 60 (2012)

Schaefer, L. & amp Fegley, B. Jr. Veneraya bənzər ekzoplanetlərin atmosfer kimyası. Astrofizlər. J. 729, 6 (2011)

Miguel, Y., Kaltenegger, L., Fegley, B. & amp Schaefer, L. İsti super yer atmosferlərinin kompozisiyaları: tədqiq Kepler namizədlər. Astrofizlər. J. 742, L19 (2011)

Lutgens, F. K. & amp; Tarbuck, E. J. Geologiyanın əsasları 7 edn, Ch. 3 (Prentice Hall, 2000)

Nelson, B. E. et al. 55 Cancri planet sistemi: tamamilə özünə uyğun gəlir N- bədən məhdudiyyətləri və dinamik analiz. Ay Yox. R. Astron. Soc. 441, 442–451 (2014)

Ballard, S. et al. Kepler-93b: 120 km məsafədə ölçülən bir quru dünyası və yeni bir sınaq nümunəsi Spitzer müşahidə rejimi. Astrofizlər. J. 790, 12 (2014)

Eastman, J., Siverd, R. & amp Gaudi, B. S. Heliocentric və barycentric Julian Dates-də 1 dəqiqədən daha yaxşı dəqiqliyə nail olmaq. Publ. Astron. Soc. Pacif. 122, 935–946 (2010)

Landsman, W. B. IDL Astronomiya İstifadəçi Kitabxanası. İldə Astronomik Məlumat Analizi Proqramı və Sistemləri II Cild 52-nin ASP Konf. Ser. (eds Hanisch, R. J. et al.) 246–248 (Pasifik Astronomik Cəmiyyəti, 1993)

Agol, E. et al. On dörd keçid və tutulmadan HD 189733b iqlimi ölçülür Spitzer. Astrofizlər. J. 721, 1861–1877 (2010)

Beerer, I. M. et al. Arı-4b-nin isti tutqunla ikincil tutulma fotometriyası. Astrofizlər. J. 727, 23 (2011)

Schwarz, G. Bir modelin ölçüsünü qiymətləndirmək. Ann. Stat. 6, 461–464 (1978)

Sobolev, V. V. Planet Atmosferlərində İşığın Səpələnməsi Cild 76-dan Təbii Fəlsəfədə Beynəlxalq Monoqrafiyalar Seriyası Ç. 9 (Pergamon Press, 1975) [tərcümə]

Mandel, K. & amp Agol, E. Planetar tranzit axtarışları üçün analitik işıq əyriləri. Astrofizlər. J. 580, L171 – L175 (2002)

Claret, A. & amp; Bloemen, S. üçün cazibə və əzalarını qaraldıran katsayılar Kepler, CoRoT, Spitzer, uvby, UBVRIJHK, və Sloan fotometrik sistemlər. Astron. Astrofizlər. 529, A75 (2011)

von Braun, K. et al. 55 Cancri: ulduz astrofizik parametrləri, yaşana bilən zonadakı bir planet və keçici bir super-dünyanın radiusuna təsirləri. Astrofizlər. J. 740, 49 (2011)

Knutson, H. A. et al. Günəşdən kənar planet HD 189733b-nin gündüz-gecə kontrastının xəritəsi. Təbiət 447, 183–186 (2007)

Cowan, N. B. & amp Agol, E. Fəza funksiyalarını ekzoplanetlərin xəritəsinə çevirmək. Astrofizlər. J. 678, L129 – L132 (2008)

Crossfield, I. J. M. ACME ulduz spektrləri. I. 55 Cancri və onun keçid planeti 55 Cancri-nin mütləq kalibrlənmiş, əsasən empirik axını sıxlığı e. Astron. Astrofizlər. 545, A97 (2012)

Menou, K. İsti nəhəng ekzoplanetlərin atmosferi üçün maqnit miqyaslandırma qanunları. Astrofizlər. J. 745, 138 (2012)

Owen, J. E. & amp Wu, Y. Kepler planetləri: buxarlanma nağılı. Astrofizlər. J. 775, 105 (2013)

Bolmont, E., Raymond, S. N., Leconte, J., Hersant, F. & amp Correia, A. C. M. Merkuri-T: getdikcə inkişaf edən çox planetli sistemlərin öyrənilməsi üçün yeni bir kod. Kepler-62-ə müraciətlər. Astron. Astrofizlər. 583, A116 (2015)


Düz bir şəkildə kilidlənmiş bir planetdə həyat?

(EDİT: Bu ssenaridə, planet günəşə yığcam şəkildə bağlanır.) Bir hekayə yazıram və 581c gliese bənzər bir planetdə qurulmuşdur. Hava, atmosfer və s.-nin xüsusiyyətlərinin dəqiq olduğundan əmin olmaq istəyirəm. Nəticədə başa düşürəm ki, bu cür planetlərə zondlar göndərməyə başlayana qədər necə olduqlarını bilmək üçün zondlar göndərməyə başlayana qədər cavablarda fərziyyə edə bilərik, amma mümkün qədər elmi cəhətdən dəqiq olmağa çalışıram. Bu cür hipotetik mühiti uyğun şəkildə təsvir etdiyimdən əmin ola biləcəyim hər hansı bir kömək qiymətləndirilir.

Həyatı dəstəkləmək üçün yığcam bir şəkildə kilidlənmiş bir planet üçün nəyin tələb olunacağını araşdırdım. Oxuduqlarımı başa düşdüyüm üçün, təmiz bir şəkildə kilidlənmiş bir planetin qırmızı cırtdan bir ulduz ətrafında sıx bir orbitdə olması lazımdır. Planetdə və # x27s okeanlarında cərəyanlar və gelgit yaratmaq üçün bir ay (lar) olmalıdır. İstiliyi ötürmək və davamlı bir iqlim yaratmaq üçün bunların gecə tərəfdən gündüzə və arxaya keçməsi lazımdır. Planetin həyatı dəstəkləmək üçün kifayət qədər qalın bir atmosferə sahib olması üçün nüvənin maqnitləşdirilməsi və yüksək qlobal küləklərin ətrafında isti və soyuq havanın dolaşması və temperaturun planetin hər iki tərəfinin həddindən artıq olmasını qarşısını almaq üçün kifayət qədər sürətli getməsi lazımdır. Əksər həyat, planetin daha həddindən artıq bölgələrində məskunlaşan ekstremofillərlə terminal halqası boyunca (& quotSwilight Zone & quot) məskunlaşa bilən bir zonada mövcud olardı.

Bu, az-çox interneti gəzərək öyrənə bildiyim şeylərin cəmidir. Bunun nə qədərinin dəqiq olduğuna və nə qədər qaçırdığım ya da səhv nəticə çıxardığıma maraqlanıram. Bunlardan hər hansı biri dəqiqdirmi?

İndi daha dərin suallar üçün möhkəm cavab tapa bilməyəcəyəm. Bəzi ifadələrim bir az təkrarlanırsa, üzr istəyirəm. Bu suallara istədiyiniz qədər və ya daha az cavab verməkdən çəkinməyin.

Qırmızı bir cırtdan, bitkilərdəki rənglərin qırmızı, bənövşəyi və ya narıncı rənglərə daha çox meyl etməsinə səbəb olarmı? Bəs insanlar & # x27s dəri tonu? Əgər onlar məhdud bir yaşayış zonasında olsaydılar, bu az və ya çox dəyişikliyə səbəb olardı?

Okeanlar planetin böyük bir hissəsini əhatə edə bilərmi və ya mənzilləri də məhdud olardı?

Bu cür planetdə şeylər daha küləkli ola bilərmi? Külək fırtınaları və ya daha çox yağış ola bilərmi? Tez-tez buludlu olacaqmı? Tornadoes? Bəlkə də Yer üzündə görmədiyimiz bəzi unikal hava şəraiti?

Hansı növlər ən çox yayılmışdır? Həddindən artıq bölgələrdə həyat inkişaf edəcəkmi?

Gündüz / gecə dövrü olmadıqda, həyat sirkadiyalı ritm inkişaf etdirərmi? Yatmayan növləri görə bilərikmi?

Bir daha, bununla ala biləcəyim köməyi qiymətləndirirəm. Bu hekayə üçün şəraitin mümkün qədər dəqiq olmasını istəyirəm.

Buradakı riyaziyyat və lazım olan elmi anlayış olduqca təsir edici və çətindir. Gelgit kilidini başa düşməkdən başqa təcrübəm azdır, amma sizi doğru istiqamətə yönəltməyə kömək edə bilərəm.

Ayın ölçüsü: Charon və Pluto kimi qarşılıqlı gelgit kilidi (texniki müddətdən əmin ola bilərik, bəlkə də ikili), iki cəsəd təxminən eyni ölçüdə və ya cazibədə olduqda meydana gəlir. Bu bir aydırsa, ayın çox böyük görünəcəyini nəzərdə tuturam. Buna görə (riyaziyyat düzgün aparılır), https://www.quora.com/How-large-does-the-moon-Charon-appear-in-Plutos-sky-and-would-light-from-Charon- Plutonda kölgə salmaq üçün kifayətdir, charon, Ayın Yer üzündə olduğundan təxminən 8 qat daha çox verdiyinə və ya alacağına bənzəyir. Bu da o deməkdir ki, çox güman ki, Aydan daha parlaq olacaq.

Dəqiqlik və istədiyiniz hər şey üçün lazım olan riyaziyyat bir az gülüncdür: Günəşin, planetin və ayın ölçüsü, sıxlığı və nisbi məsafələrinin riyazi problemi öz başına kifayət qədər çətindir. Havanın daha yaxşı dövran etməsinə kömək etmək üçün çoxsaylı aylar istədiyinizi deyirsiniz, amma bunu edə biləcəyinizi düşünmürəm. Yaxud kilidləndi ya yox. Düşünürəm ki, gündəlik olaraq gelgit kilidini dəyişdirmək üçün xahiş edirsiniz. Bu cür şeylər çox və çox uzun sürər. Bərabər ölçülü bədənlər üçün yüz minlərlə yüz milyonlarla il əmri ilə. Ancaq bir mütəxəssis deyiləm.

Daha yaxşı yerləri, daha dəqiq yerləri tapın: Bunu https://astronomy.stackexchange.com/ və ya digər astrofizika və ya astronomiya forumlarına gətirməyinizi məsləhət görürəm. Hətta yerli professorlara müraciət edə bilərsiniz.

Planet şəraiti: Planetin həddindən artıq küləklər yaşamayacağına inanmaqda çətinlik çəkirəm. Bu, günəşin istiliyindən və planetin ölçüsündən asılıdır. Planet-Ayın təmiz bir şəkildə kilidləndiyini və bir-birinin üzünə gəldiyini düşünün. Təsəvvür edin ki, ətrafında bir günəş və konsentrik bir üzük var. Konsentrik halqa boyunca planet-ay bir-birinə kilidlənərək fırlanır / rəqs edir (günlər) və başqa bir sürətlə (illər) üzük boyunca səyahət etdikləri sürətlə dönürlər. Bu, günəşin planetimizi qızdırmasına imkan verərdi. Bunun mənalı olub olmadığını bilmirəm. Bunu izah etmək çətindir. Ayın yolda olacağı, günəşin qismən olduğu bir vaxt olardı ki, bu da müəyyən bir mövsümdə daha soyuq olacağını göstərir. Bu üç cisim problemi riyazi / fiziki cəhətdən mümkündürsə, indi etmirəm, amma ən azından bunun meydana gəldiyini təsəvvür edə bilərəm.

Ümid edirəm bunlardan bəziləri ümumiyyətlə kömək edir.

Əlbətdə ki, yazı baxımından işləmək üçün mənə material verir. Mənə verdiyi istiqaməti də qiymətləndirirəm. Buna görə təşəkkürlər.

Düzəliş kimi. & quotMutual gelgit kilidləmə & quot; (gelgit tarazlığı) kifayət qədər uzun müddət verilmiş iki cisim arasında hər zaman ola bilər və ola bilər. Kiçik gövdə daha böyük birinə kilidlənəcəkdir. Sonra cisimlərin orbital və spin impulsu mübadiləsi davam edər, böyüyü böyüyə kilidlənənə qədər.

OP, aylarla planet arasında deyil, ulduza gelgit kilidlənməsindən danışmır?

Ay bəlkə də lazım deyil. Ancaq böyük və kifayət qədər yaxın bir aya sahibdirsə, bunun əvəzinə aya kilidlənsə, günəşə gelgit kilidlənməsinin qarşısını ala biləcəyini düşünürəm.

Günəş işığı bizdən çox fərqli görünməzdi. Közərmə lampasına bənzər ağ rəngli daha isti bir kölgə olardı (filament temperaturu qırmızı cırtdan ulduzun səthi ilə müqayisə olunur). Qırmızı cırtdan günəşin özü günəşimizin göydə göründüyündən daha böyük olardı. Günəş alovları, ehtimal ki, yaşadığımızdan daha güclü olacaq, buna görə planetin gecə tərəfinin çox hissəsində tez-tez görünən auroraları gözləyərdim.

Bitkilər yaşıl və ya başqa bir rəngdə ola bilər. Bilmirəm ki, qırmızı cırtdan günəş altında inkişaf edən bitkilərin fərqli rənglərə üstünlük verəcəyini düşünmək üçün bir səbəb var. Səthdəki UV səviyyəsindən əmin deyiləm. Bu da atmosferdən asılıdır. Amma bəli, yaşayış zonasının gündüz tərəfində olanlar arasında daha az dəyişiklik gözləyərdim, amma bəlkə də bəziləri havanın istiliyinin kifayət qədər isti olduğu və biraz yüngül olduğu gecə tərəfində yaşayırlar, amma heç vaxt günəş görmürlər.

Okean istədiyiniz qədər geniş ola bilər. Bütün planetimizi əhatə edə bilər və ya kiçik dənizlər ola bilər. Yalnız planetin nə qədər su aldığından asılıdır. Gecə tərəfdəki okeanlar çox güman ki, donacaq və gündüz çox isti olacaq, bəlkə də Sahara ilə oxşar olacaqdı. Çox güman ki, günün çox hissəsində buludlu olacaq ki, bu da temperaturun mülayim olmasına kömək edəcəkdir. Gündüzdən gecə tərəfə istilik ötürən küləklər olardı, amma gördüyüm simulyasiyaların həddindən artıq küləkləri olmur.

Gecə tərəfindəki həyat fotosintezə arxalana bilməzdi. Enerjisini yer üzündəki bəzi canlılar kimi sualtı vulkanlarından ala bilər və ya okean axınlarının gündüzdən gətirdiyi şeyləri yeyə bilər, çünki okeanımızın dibindəki həyat səthə yaxın düşən şeyləri yeyir. Düşünürəm ki, səliqəli şəkildə kilidlənmiş bir qırmızı cırtdan planetin bütün səthində həyat ola biləcəyi və yaşanamayan böyük bölgələrə sahib ola biləcəyi ehtimalı var.

Əgər hələ oxumamısınızsa, bu məqalə ümumi baxış və istinadlar hissəsindəki sənədlər üçün faydalı ola bilər:

Bu olduqca faydalıdır! Çox sağ ol.

Ulduz mütləq qırmızı cırtdan olmalı deyil. Yaşana bilən zonanın gelgitlə kilidlənmiş planetlərinin bu cür ulduzlar ətrafında daha çox olacağını gözləyirik, ancaq planetin ilkin fırlanma sürəti yavaşca meydana gəlsə, daha böyük bir ulduz ətrafında baş verə bilər.

Ayın istiliyi dövr etməsi üçün lazım deyil. Atmosfer gecə kənarını 240 K ətrafında saxlayan öz konveksiya cərəyanlarını əmələ gətirəcək. Bu, bəzi sabit küləklərə səbəb olacaq, lakin düşündüyümüz gərgin qalesiyalar lazım deyildi. Habitability could extend well past the twilight zone in principle the entire dayside could be habitable to some extent.

The presence of a large moon might actually prevent tidal-locking to the star, or if not the process of tidal-locking may cause the moon to be ejected from orbit, so I wouldn't expect them to be common for such planets.

Some people have speculated that plants on a planet around a red dwarf would be black, to absorb as much visible light as possible, but we're not too sure. It's not clear to what extent there's a reason green plants are dominant on Earth and to what extent it's just sort of a historical accident. Red and purple photosynthesizers have been more prevalent at certain points in the distant past.

Human skin tone appears to have little function other than to manage our UV exposure making sure its not high enough to damage our skin but still enough to help in vitamin D production. A red dwarf produces little UV light, so humans coming from Earth might need supplements or artificial UV light, but any human-like creatures that evolved there would never come to rely on sunlight for vitamin production in the first place. Other than that, animal color schemes might be overall shifted into red, which will show up better, but not as much as you might think an old incandescent light bulb produces the same spectrum of light as a typical red dwarf star (human color perception tends to adjust to the environment).

Oceans can extend as far or as little as you want. The planet could be completely covered in ocean or water could be limited to a few small lakes with islands of habitability around them (bizarrely the latter case may be more likely to support life, but for esoteric reasons). Any oceans on the nightside will naturally be covered in a layer of ice, but there could be some life there around hydrothermal vents on the ocean floor.

In terms of weather, you would expect a more-or-less permanent cloud formation around the substellar point, at the center of the day side. The high albedo of this cloud formation actually does a lot of the work of keeping the global climate stable and reducing temperature variation. If the orbital period is short, and therefore rotation is relatively fast, this formation can be "smeared" across the equator to some extent. That first source I linked has some helpful diagrams. Other than that, there are various controls on the climate that could cause rain and storms to be more, less, or as common as they are on Earth.

We can't really predict exactly what life would develop. On the dayside, it could more-or-less resemble what we see on Earth, but on the nightside it would never be more than extremophiles.

No day/night cycle means no circadian rythm (Though if the planet has some axial tilt or orbital eccentricity it could have a day/night cycle in thin strips in the twilight zone, with the star oscillating just above and just below the horizon over the course of the year). We don't know if sleep is necessary for intelligent life, but if it is we might expect such life on this world to have sleep patterns like a dolphin, where some section of the brain is always aware at any one time.


Researchers extend capabilities of computer simulation of tidally locked exoplanets

Spatial distributions of sea-ice fraction and surface air temperature. (Left) Sea-ice fraction (unit, %) (Right) surface air temperature (unit, °C) (Upper) 355 ppmv CO2 and (Lower) 200,000 ppmv CO2. In A and B, arrows indicate wind velocity at the lowest level of the atmospheric model (990 hPa), with a length scale of 15 m s−1 . In C and D, arrows indicate ocean surface current velocity, with a length scale of 3 m s−1 . Note that the color scale for surface air temperature is not linear. The substellar point is at the equator and 180° in longtitude. Credit: PNAS, Yongyun Hu, doi: 10.1073/pnas.1315215111

(Phys.org) —A pair of researchers at Peking University in Beijing China, has extended the capabilities of an existing computer simulation that is used to study tidally locked exoplanets. In their paper published in Proceedings of the National Academy of Sciences, Yongyun Hu and Jun Yang describe the improvements they've made and also how those improvements give a new perspective on the range of possible tidally locked exoplanets that may be habitable.

Prior to this new effort, most computer models that sought to recreate the conditions that exist on exoplanets that are tidally locked (they don't spin, thus only one side ever faces their star) relied mostly on the impact of atmospheric conditions. The new enhancements include possible impacts of ocean currents.

The main goal of the upgraded model is, like many others, to allow for predicting the likelihood of life existing somewhere other than here on Earth. Tidally locked exoplanets present a challenging prospect—on one hand, the side that points towards the star is likely warm enough to support life—on the other, the cold side may be so cold that gases freeze and are lost to space preventing the evolution of an atmosphere.

To try to get a better handle on what may go on with such exoplanets, the researchers extracted parts of models that try to predict ocean behavior here on Earth. Those parts were then modified to more accurately reflect what has actually been observed, namely, smaller, colder and less feature rich worlds.

Tidally locked exoplanets generally exist close to a red dwarf star—they get locked because they move so close to their star. This means that the amount of heat hitting the star is much less, relatively speaking, than it would be for a planet that wasn't locked, because its star is colder. Space scientists tend to refer to such planets that might hold the potential for life as an "Eyeball Earth," because the dark side resembles a pupil.

The enhanced model, the team reports, allows for changing parameters (such as CO2 levels) and then for allowing many simulated years to pass to see what evolves as a result. Doing so, the team says, shows that given the right set of circumstances, heat from oceans can be transported around the globe allowing for a warmer planet than has been predicted before, though most outcomes suggest a narrower habitable zone.

The researchers note that much more work needs to be done on their model and others, noting that many are still too simplistic to render true approximations. One area of concern is that most models don't take into account land formations or uneven ocean bottoms, both of which can impact ocean currents and hence heat transfer.

Mücərrəd
The distinctive feature of tidally locked exoplanets is the very uneven heating by stellar radiation between the dayside and nightside. Previous work has focused on the role of atmospheric heat transport in preventing atmospheric collapse on the nightside for terrestrial exoplanets in the habitable zone around M dwarfs. In the present paper, we carry out simulations with a fully coupled atmosphere–ocean general circulation model to investigate the role of ocean heat transport in climate states of tidally locked habitable exoplanets around M dwarfs. Our simulation results demonstrate that ocean heat transport substantially extends the area of open water along the equator, showing a lobster-like spatial pattern of open water, instead of an "eyeball." For sufficiently high-level greenhouse gases or strong stellar radiation, ocean heat transport can even lead to complete deglaciation of the nightside. Our simulations also suggest that ocean heat transport likely narrows the width of M dwarfs' habitable zone. This study provides a demonstration of the importance of exooceanography in determining climate states and habitability of exoplanets.


Scientists Mull the Astrobiological Implications of an Airless Alien Planet

Astronomer Laura Kreidberg admits she was initially a bit worried about her latest results. Examinations of a planet orbiting the red dwarf star LHS 3844 seemed to indicate that the rocky super-Earth, 30 percent larger than our world, possessed little or no atmosphere.

Kreidberg&rsquos concern stemmed from the fact that researchers are in the midst of a heated debate about the habitability of planets around red dwarfs, which make up 70 percent of the stars in our galaxy. A universe teeming with life is more likely if the worlds orbiting these diminutive entities, which are smaller and cooler than our sun, could be a good abode for biology.

But red dwarfs are harsh hosts, emitting frequent flares containing x-rays and ultraviolet radiation that could sterilize a planet, as well as energetic stellar winds that can strip it of its protective atmosphere. Kreidberg and her colleagues&rsquo findings, which appeared in August in Nature, could be seen as a mark against the idea that planets around small red stars could provide a nurturing environment.

In recent years, astronomers have announced numerous exciting discoveries regarding red dwarfs, such as Proxima Centauri b, a potentially habitable planet orbiting our sun&rsquos nearest star, and the TRAPPIST-1 system, which contains a whopping seven Earth-sized worlds. Red dwarfs are not only abundant but are also the longest-living stars, with a lifetime that can span 10 trillion years&mdash1,000-fold longer than that of our sun. Should a biosphere arise on a red dwarf world, it might stick around for an exceptionally long time.

Astronomers are therefore interested to know whether or not red dwarfs&rsquo planets are good places to go looking for living creatures. &ldquoTo have life as we know it, you need to have liquid water,&rdquo says Abraham Loeb, a co-author of the Təbiət study and an astrophysicist at the Center for Astrophysics at Harvard University and the Smithsonian Institution (CfA). &ldquoIn order to have liquid water, you need an atmosphere.&rdquo

Kreidberg, who is also at the CfA, has been in the daily habit of checking for new results from NASA&rsquos Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), a space-based observatory hunting for nearby planets that &ldquotransit&rdquo their host stars&mdashflitting across the faces of those stellar hosts and casting shadows toward our solar system. Among TESS&rsquos first discoveries was the rocky world LHS 3844 b, located just under 49 light-years away, and Kreidberg quickly recognized that it was in an ideal position to test the atmospheric-retention capabilities of red dwarf exoplanets.

LHS 3844 b orbits incredibly close to its parent star, zipping around in a mere 11 hours. This orbit more or less guarantees that the star&rsquos gravitational pull has tidally locked the planet, meaning one side of the world always faces the star. The exoplanet&rsquos dayside is scorching, while its space-facing hemisphere sits out in the cold.

But while the exoplanet experiences 70 times more radiation than Earth, Kreidberg says it would not necessarily lose its atmosphere at this distance. For instance, an envelope of thick carbon dioxide could be heavy enough to endure the bombardment from the nearby star. Or the world might have once contained a vast ocean that was boiled off by the intense starlight, which also would have split the water into its constituent molecules. The lighter hydrogen could have drifted away, leaving an atmosphere of pure oxygen.

Although the researchers could not directly see the planet, using NASA&rsquos infrared Spitzer Space Telescope, they were able effectively take its temperature, detecting a periodic variation in the thermal emissions from its host star that was caused by the planet&rsquos orbital movements. Much like the moon in our sky, LHS 3844 b shows different faces to observers on Earth as it sweeps through its orbit: at turns, it displays its hotter dayside or its colder nightside, which subtly alters the amount of infrared radiation astronomers see emanating from the star. The planet also passes completely behind its star for a portion of its orbit, as seen from Earth, entirely removing its heat from view and allowing scientists to determine its total contribution to the star&rsquos thermal emissions. Based on these measurements, Kreidberg&rsquos team estimated the temperature of the planet&rsquos nightside as a freezing &ndash273 degrees Celsius and that of its days as a fiery 767 degrees C.

The presence of a regulating atmosphere should allow heat to transfer between hemispheres, reducing such extremes. But computer models suggested that LHS 3844 b&rsquos temperature differences could only arise and persist if the planet had an extremely thin atmosphere, with, at most, a 10th of the pressure of Earth&rsquos and likely none at all.

A great deal of theoretical work has already implied that worlds orbiting red dwarfs would have a hard time forming or retaining significant atmospheres because of the extreme environment, says Colin Johnstone, an astrophysicist at the University of Vienna, who was not involved in the new study. But what the characteristics of a close-in planet such as LHS 3844 b means for places such as TRAPPIST-1&rsquos worlds or Proxima Centauri b, which orbit farther from their parent star, is not entirely clear.

&ldquoIt&rsquos one more piece of evidence suggesting that these stars aren&rsquot going to have habitable planets,&rdquo Johnstone says, though he cautions against making sweeping judgments based on a single example.

Because LHS 3844 b is far inside the traditional habitable zone&mdasha region around a star where a planet is sufficiently warmed by starlight to have liquid water on its surface&mdashthe null result does not much phase Tiffany Jansen, an astronomy Ph.D. candidate at Columbia University, who also was not involved in the recent work.

&ldquoThe discovery of a lack of an atmosphere on this planet doesn&rsquot make it any less likely that planets in the habitable zone would have an atmosphere,&rdquo she says.

But Loeb counters that what happens in the immediate vicinity of a red dwarf star is relevant to more remote planets. He has previously done theoretical calculations suggesting that red dwarfs are prone to blow away the atmospheres of exoplanets in their habitable zone. Even though LHS 3844 b is a single example and is much closer to its star than a habitable planet could be, it provides important evidence that atmospheric stripping takes place. And extrapolations imply similar outcomes can be expected farther out, Loeb says.

The discussion will probably rage on until astronomers can examine more cases. The upcoming James Webb Space Telescope (JWST), an infrared observatory whose mirror will have 6.25 times the light-collecting power of the Hubble Space Telescope, will be revolutionary in its ability to measure heat from distant exoplanets, Kreidberg says.

Other teams have already committed to using time during JWST&rsquos first year to examine the temperature of the planets TRAPPIST-1 b&mdashfound in the TRAPPIST-1 system&mdashand Gliese 1132 b&mdashwhich also orbits a red dwarf. The telescope is currently scheduled to launch in 2021, and it will be joined by powerful 30-meter-class ground-based observatories, expected to come online early next decade, that can conduct similar research.

Kreidberg&rsquos preliminary disappointment about LHS 3844 b eventually dissipated. &ldquoIf you were an alien looking at our solar system and saw Mercury, you&rsquod be a little discouraged,&rdquo she says, but our cosmic backyard contains a wide diversity of atmospheres.

Researchers are still coming to understand just how planetary atmospheres arise, and a great deal remains unknown. &ldquoFor every idea for how to get rid of an atmosphere on a planet, there&rsquos another for how to keep it or make a new one,&rdquo Kreidberg says. &ldquoI don&rsquot think this counts as a victory point for the naysayers just yet.&rdquo


Videoya baxın: Gmail Şifremi Unuttum. E-Posta Şifremi Nasıl Geri Alabilirim? (Sentyabr 2021).