...учёные провели расчёты и показали, что обитаемая зона важного класса звёзд обширнее, чем считалось. Это означает, что планет, потенциально пригодных для жизни, в космосе гораздо больше.
Манодж Джоши (Manoj Joshi) из Национального центра атмосферной науки и Роберт Хеберле (Robert Haberle) из исследовательского центра Эймса обнаружили новый фактор, который влияет на величину обитаемой зоны близ красных карликов.
Речь о пространстве вокруг звезды, в котором условия на поверхности планет более-менее близки к земным. Например, в Солнечной системе обитаемая зона расположена между 0,7 и 3 астрономическими единицами (расстояние от орбиты Венеры и до двух радиусов орбиты Марса).
Главными факторами, определяющими границы обитаемой зоны, являются температура и размер светила. Но не менее важны условия на самой планете, к примеру, её отражающая способность (альбедо).
Джоши и Хеберле в своей статье, опубликованной на сайте препринтов ArXiv.org, обращают внимание на тот факт, что количество света, отражающегося от снежных и ледяных покровов планет, зависит от того, в каком диапазоне волн излучает их родная звезда. Так, наше Солнце испускает свет в основном в видимом диапазоне, а альбедо снега и льда для данного спектра – 0,8 и 0,5 соответственно.
Однако большинство звёзд являются красными карликами, и их диапазон излучения сдвинут в длинноволновую область. Как следствие, альбедо планет у таких светил должно быть меньше, чем в нашей системе.
Астробиологи подсчитали, какими могли бы быть показатели отражающей способности экзопланет, обращающихся вокруг красных карликов Gliese 436и GJ 1214(первая находится на расстоянии 33, вторая – 40 световых лет от Земли). Излучение светил таково, что альбедо снега и льда на поверхности этих планет было бы равным 0,4 и 0,1 соответственно.
Зависимость альбедо от длины волны излучения звезды (иллюстрация с сайта technologyreview.com).
Это, в свою очередь, значит, что экзопланеты у красных карликов поглощают больше энергии от своих родных звёзд и температура на их поверхности тоже выше, чем считалось. Следовательно, внешний край обитаемой зоны красных карликов расположен дальше от светила — примерно на 10-30% против предыдущих оценок.
Тут
Отлично. Значит, получается, что климатическая динамика планеты красного карлика (пусть даже полного двойника Земли) должна довольно сильно отличаться от нашей родной. Ключевой фактор для Земли - как раз обмен энергией между полюсом и экватором. Когда часть территории планеты покрывается снегом и льдом, она начинает отражать куда больший процент солнечного излучения, чем прежде, и в результате планета начинает охлаждаться ещё быстрее - работает положительная обратная связь. Остаётся удивляться, почему ещё полярные льды не сомкнулись на экваторе... На самом деле прогрессирующее оледенение останавливается тем, что резко интенсифицируется обмен энергией между полюсом и экватором - за счёт океанических течений и циклонической деятельности. В зависимости от текущего расположения континентов это возможно в двух режимах: на Земле бывали "термоэры" (как в мезозое при динозаврах, когда основной энергообмен идёт через атмосферу) и "криоэры" (как в палеозое или сейчас, когда основной энергопоток идёт через океан). Причём в криоэру Земля опять-таки может находиться в двух режимах - ледниковом (80% времени) и межледниковом (20%). Сейчас идёт межледниковье, но аномально холодное...
Так вот на "Земле Красного Солнца" ничего такого нет: вернее, различия существенно сглажены. Ведь в свете "Красного Солнца" лёд не белый, а серый: контур положительной обратной связи при оледенении не работает (по крайней мере - далеко не в той степени, что в нашем случае). Соответственно, никаких ледниковых периодов быть не может, и вообще перепад температур между полюсами и экватором существенно сглажен. Сработает и другой фактор: растения земного типа очень охотно поглощают энергию красных лучей, а вот зелёную часть спектра, в которой наше Солнце максимум энергии выделяет, отражают. Соответственно, равное по формальной силе света излучение красной звезды будет куда лучше усваиваться растениями (а листья на деревьях будут казаться почти чёрными...).
Светимость красных карликов намного ниже солнечной. Низкая светимость родительской звезды плоха тем, что орбиты планет для попадания в обитаемую зону должны быть уж слишком узкими - а это вызывает массу дополнительных проблем. В частности, из-за приливного взаимодействия со звездой, планета, скорее всего, будет постоянно обращена к ней одной стороной. Кроме того, размер планетных систем связан, по всей видимости, с массой звёзд, а не со светимостью. А светимость при снижении массы убывает гораздо быстрее: даже крупный красный карлик с массой в половину солнечной имеет светимость лишь около восьми процентов от Солнца. Тогда, уменьшив вдвое массу Солнца и радиус орбит всех планет, мы получим аналог Земли, получающий энергии втрое меньше, чем наша планета (чуть меньше Марса выходит). Даже аналог Венеры по освещённости до земного уровня не дотягивал бы. А ещё меньшая звезда, имеющая планетную систему типа Солнечной, и вовсе не имела бы ни одной планеты в обитаемой зоне.
Однако получается, что у более слабых красных звёзд планеты будут использовать получаемую от них энергию гораздо более эффективно, что в значительной степени компенсирует низкую светимость. Это здорово повышает шансы на обнаружение возле таких звёзд (а это - процентов восемьдесят звёздного населения Галактики) чего-то интересного.
Ну не ура ли?
Выглядеть оно будет, кстати, примерно так:
Ну - или так:
Хотя тут, боюсь, художник перестарался: тут уже коричневый карлик (спектрального класса L) вышел... )))