Drivhuseffekt kan forlenge beboelig sone i fremmede solsystemer

Beboelige soner for forskjellige stjernetyper. Solsystemet vårt brukes til sammenligning. (Bildekreditt: Astrobiology Magazine)

Den fjerne regionen utenfor Saturn er for kald til flytende vann, en nødvendighet for livet som vi kjenner det. Men ny forskning indikerer at steinete planeter langt fra foreldrestjernen kan generere nok varme til å holde vannet rennende - hvis atmosfæren hovedsakelig består av hydrogen.

Planeter i nærheten av solene deres høster fordelene av lys og varme, mens de lengre unna må tåle kaldere temperaturer. Men den nye forskningen indikerer at planeter med hydrogenrike atmosfærer kan inneholde væske på overflaten til og med femten ganger avstanden mellom jorden og solen.

Med en hydrogenatmosfære, Drivhuseffekten disse planetene kan oppleve ville være tilstrekkelig til å tillate flytende vann på overflatene, til tross for deres fjerne baner.

Området rundt en stjerne der vann kan være flytende i stedet for is er kjent som beboelig sone. Noen ganger kalt ' Goldilocks sone , 'det er helt riktig - ikke for varmt (så vannet ikke fordamper) og ikke for kaldt (så det vil ikke fryse).

Vanligvis tar den beregnede avstanden hensyn til en steinete kropp som har en atmosfære som består av vann og karbondioksid, de samme klimagassene som finnes på jorden.

'Dette er den typen planet vi vet er beboelig , forklarer Raymond Pierrehumbert ved University of Chicago, hovedforfatter på et papir som nylig ble publisert i Astrophysical Journal Letters.

Selv om liv mulig kan eksistere mange steder i universet, vet vi bare om et sted det definitivt dannet - Jorden. Dermed finner astronomer seg på jakt etter andre, lignende planeter i håp om å finne liv andre steder. [ 5 dristige påstander om fremmede liv ]

Størrelsen på a solsystemets beboelige sone varierer imidlertid avhengig av stjernens egenskaper. For varmere, lysere stjerner strekker regionen seg lenger ut i verdensrommet, mens den indre kanten ikke kan være for nær stjernen.

Den beboelige sonen for en stjerne av G-typen, for eksempel solen, ligger mellom 0,95 og 1,4 AU (en AU, eller astronomisk enhet, er avstanden fra jorden til solen). Jorden faller helt åpenbart innenfor denne regionen. For en mindre, svakere stjerne av M-typen er beboelig sone nærmere, mellom 0,08 og 0,12 AU.

Men ifølge Pierrehumberts forskning, kan en steinete planet med en hydrogenatmosfære ha en beboelig sone som strekker seg så langt som 1,5 AU for M-stjerner og 15 AU for G-stjerner.

Dette betyr at for stjerner som ligner på Solen, kan steinete planeter utenfor rekkevidde av Saturn inneholde hav av vann.

Travis Barman fra Lowell Observatory bemerker at det kan være mange lignende scenarier av planeter som ikke etterligner jorden, men fortsatt er beboelige. Barman, som ikke var en del av den nye forskningen, har gjort omfattende undersøkelser av sin egen modellering av atmosfæren til ekstrasolare planeter.

Når det gjelder den nye forskningen, sa Barman, 'den utvider vår oppfatning av den beboelige sonen, i det minste i betydningen av grunnleggende liv ... Slikt arbeid er betimelig, ettersom søket etter potensielt beboelige terrestriske planeter bare øker.'

Pierrehumberts team måtte finne en 'Goldilocks-sone' for hydrogenrike planeter som kretser rundt forskjellige typer stjerner. Hvis en slik planet var for nær morens stjerne, kunne stjernenergien ødelegge hydrogenatmosfæren. Men mer avstand reduserte sjansen for flytende vann på planetens overflate.

'Heldigvis ser det ut til å være en sone nær nok til å tillate flytende vann, men ikke så nær at atmosfæren går tapt,' sa Pierrehumbert.

Da betyr ikke også dannelsen av en slik atmosfære at den vil vare lenge nok til at livet kan utvikle seg.

Pierrehumbert påpeker at den tektoniske aktiviteten som vulkanisme eller jordskjelv kan frigjøre karbonmonoksid og omdanne hydrogenet til metan.

Samtidig kan mikrobielt liv forbruke hydrogen og ødelegge atmosfæren som støtter dem.

'Å få hele systemet til å fungere, spesielt på en M-stjerne, er ganske vanskelig,' sa han. 'Du kan ha mange mislykkede beboelige planeter der ute fordi de ikke fant en opprettholdende prosess.'

Denne historien ble levert av Astrobiology Magazine , en nettbasert publikasjon sponset av NASA astrobiologiprogram .