Планетите в „обитаемата зона“ всъщност не биха могли да бъдат гостоприемни за живота

Температура на планетите

Температурата на планетата - и дали тя може да поддържа течни повърхностни води, ключова съставка за живота - може да зависи от историята на формирането на този свят. (Изображение кредит: Michael S. Helfenbein / Йейлския университет)



Планетите, които започват горещо, могат да останат горещи, независимо колко далеч се намират от своите звезди -домакини.

Ново проучване показва, че противно на преобладаващата мъдрост, температурата на планетата не винаги се стабилизира с течение на времето, така че горещите кръвни светове може да се затруднят да се задържат в течна вода-дори ако живеят в умерения район около своите звезди известен като „обитаема зона“.

„Да бъдеш в обитаемата зона не е достатъчно, за да очакваш подобна на Земята планетарна еволюция“, казва авторът на изследването Джун Коренага, геофизик от университета в Йейл, пред demokratija.eu. „Дори ако поставите планета с химически състав, подобен на Земята-точното количество вода и т.н., тя може да не се развие подобно на Земята, ако започна твърде горещо или твърде студено.“ [ 10 екзопланети, които биха могли да бъдат домакин на извънземен живот ]

Изпотяване от топлината



През последните 60 години повечето учени предполагат, че планетите обикновено се установяват при „точно подходяща“ вътрешна температура.

Например топлината от Ядрото на Земята се издига през мантията и се освобождава през кората, в процес, известен като мантийна конвекция. Тъй като конвекцията на мантията се ускорява с повишаване на вътрешните температури, отделената топлина трябва горе -долу да бъде равна на топлината, произвеждана в сърцето на планетата, мисленето е изчезнало.

'Това е подобно на това как топлокръвните животни понижават телесната си температура чрез изпотяване', каза Коренага.



Изучавайки земната мантия, Коренага установява, че планетата не е задължително да достигне тази точка на равновесие. Тъй като компютърните симулации се подобриха, откакто идеята беше предложена през 60 -те години, по -реалистичното моделиране на мантийната конвекция разкри проблеми с оригиналната теория.

„Мантийната конвекция може да се саморегулира, ако е направена от много прости материали, като царевичен сироп“, каза Коренага. Това е така, защото простите материали се обръщат по-бързо от сложните им аналози, което позволява саморегулиране.

„Но мантията е направена от скали, които са много сложни материали“, добави той.



Изучавайки как скалите на Земята са се деформирали и как е имало конвекция на мантията в миналото, Коренага е установил, че процесът не е чувствителен към вътрешната температура на планетата. Така че отделянето на топлина на повърхността - или „изпотяване“ - не е задължително да балансира с топлината, генерирана във вътрешността му, каза Коренага.

Това тълкуване обаче не е непременно широко разпространено.

„Korenaga възприема доста тясна дефиниция на„ регулиране “, но това е интересна статия“, казва Дейвид Стивънсън, планетарен учен от Калифорнийския технологичен институт, който не е участвал в новото проучване, пред demokratija.eu.

Новото изследване е публикувано миналата седмица в списанието Научните постижения .

Горещ старт, гореща повърхност

Повърхностната температура на планетата оказва дълбоко влияние върху нейното обитаване. Ако температурите се покачат твърде високо, течната вода не може да се мотае наоколо, което го прави предизвикателство за живота, тъй като ние го знаем да се развива. Когато една планета се саморегулира, тази температура може да се стабилизира, но ако един свят постоянно се изпотява от топлината, повърхността може да се окаже твърде гореща за вода.

Следователно подробностите за формирането и еволюцията на планетата трябва да предоставят улики за нейната крайна температура, каза Коренага. Той предположи, че материалът, който е помогнал за изграждането на планетата, заедно с всички големи астероиди или комети, които светът може да е преживял, може да помогне за определяне на повърхностната температура.

„Предполагам, че планета с горещ старт остава гореща и обратно“, каза той, въпреки че предупреди, че процесът на формиране на планетите остава слабо разбран.

Но такива подробности вероятно са от второстепенно значение за определяне на потенциалната обитаемост на планетата, каза Стивънсън.

„Земята получава 5000 пъти повече енергия от слънцето отколкото отвътре - каза Стивънсън. 'Да се ​​занимаваме с това, което има отвътре, не играе пряка роля в температурата на повърхността ни.'

Според Стивънсън обитаемостта е по -тясно свързана с атмосферата на планетата, която според него е свързана, но не непременно от нейната вътрешност.

Но Коренага посочи, че разбирането на учените за това как вътрешността на планетата влияе върху атмосферата й се основава на дългогодишната идея, че планетите се саморегулират.

„Съвременният атмосферен състав отразява няколко милиарда години геоложки дейности и сегашното ни разбиране за връзката между атмосферата и вътрешността зависи до голяма степен от представата за саморегулираща се конвекция на мантията“, каза Коренага. 'Така че трябва да започнем от нулата, за да установим истинска връзка между атмосферата и вътрешната температура.'

Така че пребиваването на планета в „обитаемата зона“ може да не е достатъчен индикатор за способността на планетата да поддържа живота, добави той; тя също трябва да има вътрешна температура, която е точно подходяща.

'Дори като се започне с едни и същи химически съставки в началото, различните първоначални температури биха довели до различни атмосферни състави, което води до различни обитаеми зони', каза Коренага.

Понастоящем обаче не е възможно да се изследва интериора на екзопланети , той добави.

'Всичко, което можем да направим, е да наблюдаваме повърхността - атмосферата - и да познаем нейното вътрешно състояние', каза Коренага.

Следвайте Нола Тейлър Ред в Twitter @NolaTRedd или Google+ . Последвайте ни на @Spacedotcom , Facebook или Google+ . Първоначално публикувано на demokratija.eu .