2023 Autor: Brooke Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-05-20 23:53
Nová studie naznačuje, že vodní svět velikosti Země nakloněný na bok může být stále schopen podporovat život, pokud oceány nejsou příliš mělké.
Dokud bude celý svět pokryt oceány hlubokými alespoň 165 stop (50 metrů), budou teploty na pólech dostatečně mírné, aby podporovaly život. Dokonce i na rovníku, který by byl nejchladnější částí tohoto světa, protože by na jaře a na podzim dostával jen trochu slunečního světla, mohl život stále existovat.
Ale pokud byste měli zmenšit hloubku oceánu na něco jako 66 stop (20 m), pak je riziko efektu útěku chladu mnohem větší. Pokud by se v oceánu vytvořila tenká vrstva ledu, je možné, že by se klimatický systém během několika set let zhroutil do ledového bloku. Tato krátká časová osa by ztížila životu vytvořit oporu, říkají vědci.
"To je špatný výsledek pro život," řekl hlavní autor David Ferreira, který byl v době provádění studie na Massachusetts Institute of Technology. "S hlubšími oceány je kolaps do globální sněhové koule možný, ale o něco těžší. Přispívá to k myšlence, že pokud máte rozsáhlý, velký, hluboký oceán, vaše šance na nalezení života nebo podnebí, které je obyvatelné, jsou vyšší.""
Horké póly, studený rovník
Tradiční pohled na "obyvatelné" planety pochází z pohledu na ty, které jsou v "zóně Zlatovlásky" jejich mateřských hvězd. To je oblast, kde může existovat voda nad bodem mrazu, ale není tak horká, aby se voda začala vařit.
Podmínky pro život jsou však složitější. Pokud je například planeta příliš velká, tlak plynu ji pravděpodobně ztíží přežití života. Pokud je planeta příliš malá, její gravitace by mohla být příliš nízká na to, aby se udržela v atmosféře. Proto mnoho výzkumníků tvrdí, že obyvatelné planety v zóně Zlatovlásky se musí blížit velikosti Země.
Do hry mohou vstoupit i další faktory, jako je přítomnost nebo nepřítomnost oceánu. Jak vědí ti, kteří žijí v pobřežní Kalifornii nebo na jihu Itálie, blízkost vody může způsobit, že teploty nad okolní pevninou jsou mnohem stabilnější a mírnější. V měřítku planety by tento trik dokázal i globální oceán, pokud by byl dostatečně hluboký, odhaluje výzkum.
Pro jednoduchost simulace předpokládala planetu velikosti Země obíhající kolem hvězdy podobné Slunci ve stejné vzdálenosti jako naše planeta (93 milionů mil nebo 150 milionů kilometrů). Výzkumníci však změnili dva hlavní parametry.
Prvním byl sklon planety. Zemská osa je nakloněna o 23,5 stupně, což je dostatečný rozdíl na celé planetě pro vytváření ročních období. Simulace místo toho provedla naklonění o 90 stupňů, takže se planeta točila na bok.
Druhou proměnnou byla přítomnost oceánů. Zatímco Země je pokryta oceány asi ze 70 procent, simulace předpokládala 100procentní pokrytí s různými hloubkami v rozmezí od 33 stop (10 m) do asi 9 840 stop (3 000 m). Právě práh 165 stop (50 m) zajímal výzkumníky nejvíce, protože to bylo považováno za minimální hloubku pro stabilní klima vhodné pro život.
Póly se zdají být nejtěžším místem pro život v tomto teoretickém světě. Během léta by čelili slunci přímo, zatímco v zimě by čelili pryč. Ale i v nejchladnější části roku by povrchová teplota v těchto zónách nebyla nižší než 50 až 59 stupňů Fahrenheita (10 až 15 stupňů Celsia), zjistila studie.
"Je to trochu jako na Zemi v létě v Arktidě," řekl Ferreira.
Naproti tomu v létě by teploty vyletěly na 35 až 40 stupňů C.. To je horko, ale v žádném případě ne natolik horké, aby to život odrazovalo od přežití. Mezitím by rovníky byly nejchladnějšími částmi planety, ale zůstaly by nad bodem mrazu, při teplotě 36 až 39 stupňů F (2 až 4 stupně C).
"Ani tam nejsou drsné podmínky. Kapalná voda by tam přežila," upozornil Ferreira.
Zatímco vlny nebyly na tomto vodním světě simulovány – jsou příliš malé pro rozsah simulace – studie zkoumala roli tepelných proudů. Vědci našli podobné současné systémy jako na Zemi, které jsou poháněny teplotními rozdíly v oceánu a atmosférickými větry. Na Zemi je například dobře známý cirkulační vzorec, který přivádí vodu z jižní polokoule do severního Atlantiku.
"Je to typické pro to, co by lidé dělali s klimatickými simulacemi pro budoucí globální oteplování. Je to na této úrovni složitosti," řekl Ferreira.
Mapování pro budoucí lovce planet
Existují další druhy světů, kde by obyvatelnost mohla být možná, v případě globálního oceánu. Mezi další systémy zralé k úvahám patří „super-Země“– planety, které jsou o něco větší než naše vlastní – a „mini-Neptuny“neboli planety, které jsou o něco menší než planeta zavinutá plynem ve vnější sluneční soustavě.
Co však vědci dále zvažují, je „přílivově uzamčená“planeta. Toto je planeta, která má neustále jednu stranu obrácenou ke své hvězdě a druhou odvrácenou. Tento druh konfigurace je běžný v naší vlastní sluneční soustavě. Měsíc Země je slapově uzamčen k naší planetě. Jupiter a Saturn mají také malé měsíce (vzhledem k velikosti plynných obrů), které drží jednu stranu obrácenou k planetě.
Je příliš brzy na předpovědi, jak by tyto světy mohly být obyvatelné, ale Ferreira řekl, že pokud je obyvatelnost možná, zvyšuje to šance výzkumníků na nalezení života mimo sluneční soustavu. Přílivově uzamčené světy ve skutečnosti patří k těm nejjednodušším druhům exoplanet, které výzkumníci najdou. Je to kvůli metodám, které astronomové používají k hledání nových světů. Jeden z nich se spoléhá na měření gravitačního „kolísání“, které planeta vytváří na své mateřské hvězdě. Pokud je planeta blíže své hvězdě, bude mít silnější přitažlivost, což usnadňuje její detekci.
Jiná metoda hledá disk planety procházející přes obličej její hvězdy. Planety s blízkými oběžnými dráhami by tyto přelety prováděly častěji než planety, které je nemají, což opět zvyšuje pravděpodobnost, že budou detekovány současnou technologií.
Světy velikosti Země je však těžké najít kvůli jejich malé velikosti. Vesmírný dalekohled NASA Kepler však detekoval nejméně dvě v obyvatelných oblastech jejich mateřských hvězd. Budoucí dalekohledy by mohly hledání usnadnit, protože by mohly být citlivější na menší planety. Mezi nadcházející lovce planet patří vesmírný dalekohled NASA James Webb Space Telescope (plánovaný ke startu v roce 2018) a evropská mise nazvaná PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars), která by měla odstartovat v roce 2024.
Ferreirův výzkum však bude pokračovat směrem k oceánům na nově objevených světech.
"Oceány na Zemi jsou velkým regulátorem klimatického systému," řekl. "Přirozeně je otázkou, jak byste tyto znalosti aplikovali na planety, které jsou v jiném astronomickém stavu než Země. Dalo by se očekávat, že oceány na takových planetách budou také silným regulátorem klimatu a faktorem obyvatelnosti."