Pierwsze mapy wiatru i temperatury na egzoziemi

Zaledwie kilka tygodni temu Steven Vogt z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz wraz z kilkoma kumplami ogłosili odkrycie planety w ekosferze wokół Gliese 581, czerwonego karła, około 20 lat świetlnych stąd, w gwiazdozbiorze Wagi. . To prawie obok – Gliese 581 to nasz 87. najbliższy sąsiad.

Ta planeta, Gliese 581g, ma masę około trzy razy większą od Ziemi i okrąża swoją gwiazdę co 37 dni w odległości około 15 milionów kilometrów. To może być bliżej niż Merkury do naszego Słońca, ale ponieważ Gliese jest gwiazdą karłowatą, to stawia ją w środku obszaru, w którym woda powinna być w stanie ciekłym – tak zwanej strefie nadającej się do zamieszkania.

Więc naturalnie pojawia się jedno pytanie: jak to jest z Gliese 581g? Dzisiaj Vogt i jego kolega Kevin Heng z Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Zurychu dają nam odpowiedź, symulując atmosferę za pomocą dokładnie tego samego pakietu do modelowania oceanów i atmosfery, którego używa wiele grup do symulacji klimatu na Ziemi 1.0

Vogt i Heng wyjaśniają, że istnieją poważne ograniczenia co do rodzaju modelu, który można zbudować, biorąc pod uwagę, że tak mało wiemy o Gliese 581g. Interesują nas przede wszystkim długoterminowe, quasi-stabilne wzorce cyrkulacji na dużą skalę – klimat – w przeciwieństwie do krótkoterminowych zmian czasowych (pogoda), mówią.

Więc co możesz powiedzieć o tej egzo-Ziemi, która ogranicza model? Po pierwsze, prawie na pewno jest zablokowany pływowo, jak nasz Księżyc. Modele formowania się planet sugerują, że planety wielkości Ziemi, które powstają blisko gwiazd znacznie mniejszych niż nasza, prawie na pewno zostają zablokowane pływowo po około miliardzie lat formowania.

Oznacza to, że planeta obraca się raz za każdym razem, gdy okrąża swoje słońce, zapewniając, że ta sama połowa zawsze jest zwrócona w stronę słońca. Oczywiście będzie to miało znaczący wpływ na klimat każdej planety.

Model uwzględnia również takie czynniki, jak geometria planety (sferyczna!) oraz skutki napromieniowania gwiazd. Vogt i Heng zakładają ciśnienie powierzchniowe 1 bara i zakładają, że różne inne czynniki, które należy uwzględnić w modelu, są takie, jak na Ziemi.

Ale Vogt i Heng postanowili nie brać pod uwagę takich czynników, jak transfer promieniowania i chemia atmosfery. To byłoby zgadywanie, dopóki więcej nie będzie wiadomo o tym ciele.

Efekt końcowy jest taki, że model skutecznie pokazuje, co by się stało, gdyby Ziemia została przeskalowana do rozmiaru Gliese 581g i zablokowana pływowo.

Nawet przy tak prostym modelu Vogt i Heng tworzą kilka ciekawych map. Strefowe wzorce wiatru są pokazane powyżej, a temperatura poniżej.

Oczywiście w tej maści do egzoplanet jest jedna mała mucha. Kilka tygodni temu inni astronomowie ogłosili, że ponownie zbadali obserwacje z Gliese 581 i nie znaleźli żadnych śladów egzo-Ziemi Vogta. Być może całość jest artefaktem w danych.

Tak czy inaczej, mapy oferują interesujący wgląd w rodzaj nauki, który można i będzie można wykonać, gdy odkrycie egzo-Ziemi zostanie ostatecznie potwierdzone (co powinno nastąpić około maja przyszłego roku, jeśli obecny trend jest do zrobienia przez, jak omówiliśmy tutaj .)

Jak ujęli to Vogt i Heng: Niezależnie od tego, czy istnienie Gliese 581g zostanie potwierdzone, nasze badanie przewiduje wykorzystanie metod meteorologicznych do ilościowego określenia cyrkulacji atmosferycznej na potencjalnie nadających się do zamieszkania egzoplanetach o rozmiarach Ziemi.

Potraktujcie to jako rodzaj suchego biegu.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1010.4719 : Gliese 581g jako skalowana wersja Ziemi: symulacje cyrkulacji atmosferycznej

ukryć