Всъщност не разбираме обитаемите зони на извънземни планети

Този художник

Изображението на този художник показва първата утвърдена планета с размер на Земята, която обикаля около далечна звезда в обитаемата зона, идентифицирана от космическия телескоп на НАСА Kepler. В търсенето на живот извън Земята астрономите се стремят да забележат планети в „обитаемата зона“ - района около звезда, където на планетата може да съществува течна вода. Но истинският тест за това дали една планета може да бъде домакин на живот или не, всъщност може да почива в най -благородния от газовете: азота. (Изображение кредит: НАСА Еймс/Институт SETI/JPL-Caltech)



В търсенето на живот извън Земята астрономите са склонни да забележат екзопланети в „обитаемата зона“ - районът около звезда, където течна вода може да съществува на планетата.



Докато повечето изследвания за обитаемата зона са фокусирани върху яркостта на звездата (тъй като температурата диктува дали водата на планетата може да бъде течна, ледена или газова), ново изследване показва, че това е изключително опростена и наивна картина. Истинският тест за това дали една планета може да бъде домакин на живот или не, всъщност може да почива в най -скучния от газовете: азота.

Свързани: Как работят обитаемите зони на екзопланета

Един размер пасва на всички



Доколкото разбираме живота (и тъй като имаме само един пример, с който да работим (животът на Земята), нямаме какво да продължим), животът се нуждае от течна вода.

Водата е най-добрият разтворител и това е мястото, където могат да се осъществят всички интересни поддържащи живота химични реакции. И докато водата - познатата комбинация от две части водород към една част кислород - е най -често срещаната молекула във Вселената, за съжаление е много рядко в течно състояние, подходящо за живот.

Прочетете още: ' Климатично разнообразие в обитаема зона, подобна на слънцето, поради променливото фоново налягане на газа '



Повечето вода е или замразена, заключена в комети, върху огромни ледени покрития, покриващи хладните светове, или в капан в газ, изпарен от силната топлина, изпомпвана от звездите. Течната вода е изключително рядка, среща се само при определени специални обстоятелства.

Една от тези определени специални ситуации е състоянието, в което се е намирала Земята. Нашата родна планета не е твърде далеч от слънцето, за да може водата й да се превърне в лед, и не е твърде близо, че тя се взривява в газ. Земята е на точното разстояние от слънцето, за да може течната вода да остане на повърхността й.

Това е т.нар. обитаема зона “(наричан още„ Златна коса “, защото слънчевата супа не е нито прекалено гореща, нито твърде студена). Всяка звезда има своя обитаема зона, в зависимост от нейния размер, температура и яркост.



В играта на лов за живот извън Земята, първото място, където астрономите търсят планети, е в обитаемата зона на родителската си звезда. Разбира се, може да има и други места, където животът процъфтява, но тъй като Земята е единственият пример за живот, който всъщност сме виждали, най -добре е да намерим извънземен приятел.

Усещане за натиск

Уви, Вселената не е толкова проста, поне според ново изследване наскоро се появи в предпечатния вестник arXiv .

Използвайки набор от компютърни симулации, за да пресъздадат атмосферните условия на екзопланети или планети извън нашата Слънчева система, изследователите зад статията изследват множество потенциално обитаеми системи. Те промениха размера и вида на родителските звезди на планетите, характеристиките на техните планетарни орбити, количеството течна вода, което вече е на разположение на планетите, когато са се образували, и най -важното - тяхната атмосфера.

Учените преди това са изследвали влиянието на атмосферата на планетата върху климата. Най -забележимият газ е, разбира се, въглеродният диоксид, който е парников газ, който привлича доста внимание тук на Земята, тъй като е водещ двигател в изменението на климата. Парниковите газове са способни да улавят топлина в атмосферата на планетата и като промените това малко, можете драстично да промените температурната история на цял свят.

Например, помислете за нашата сестринска планета Венера, която също се намира в обитаемата зона на слънцето. Въпреки това, поради претоварването с въглероден диоксид в далечното си минало, той преживя избягващо парниково събитие и сега има най -горещите повърхностни температури на всяка планета в Слънчевата система. И определено не може да се обитава.

Но въглеродният диоксид не е единственият газ, който плава около атмосферата на планетата. Има и азот. Азотът е доста инертен и не участва в много активни биологични процеси. И все пак тя съставлява над 80% от земната атмосфера и без нея ние… ами ... няма да имаме атмосфера.

Ние знаем много малко за историята на азот на Земята . Не сме сигурни с колко газ е родена нашата планета, а някои геоложки доказателства дори показват, че едва преди 2 милиарда години сме имали едва половината азот, който правим днес. И тъй като не знаем много за азота на Земята, със сигурност не знаем много за азота на други планети.

Свързани: 9 странни научни извинения, че все още не сме намерили извънземни

Животът намира начин

Изследователите зад симулациите в това ново проучване установиха, че азотът играе огромна роля при определянето на общата температура на планетата - и следователно нейното обитаване. Още по -сложното: това не е проста връзка, повече азот не е задължително просто да затопли планетата.

Например, ако атмосферата на планетата не е твърде дебела и има много вода, добавянето на азот може да причини значително нагряване, тъй като добавеното атмосферно налягане увеличава ефективността на парниковите газове като въглероден диоксид и водни пари. От друга страна, в сравнително сух свят, повече азот по -лесно разпръсква звездната светлина, което води до драматично охлаждане.

Крайният резултат е, че два свята, обикалящи около еднакви звезди с еднакви орбити със сходни повърхности, но различни количества азот, могат да имат драстично различни температури и да бъдат сериозно трудни за предвиждане.

Азотът също не излъчва или абсорбира радиация при видима или инфрачервена дължина на вълната. Това прави разочароващо трудно откриването в атмосферата на извънземни светове. Така че, дори ако една планета се намира в зоната на Златото косъмче на своята звезда, освен ако не се справим с нейното снабдяване с азот, няма да знаем дали наистина е обитаема.

Корекция: Предишна версия на тази история посочва азота като благороден газ. Азотът не е благороден газ; това е инертен газ.

Следвайте ни в Twitter @Spacedotcom или Facebook.