Могут ли сверхвращающиеся океаны охладить экстремальные экзопланеты?
Пол М. Саттер астрофизик в SUNY Стоуни Брук и Институт Флэтайрона, ведущий Спросите космонавта и Космическое радио, и автор Как умереть в космосе. Он разместил эту статью на сайте Space.com Голоса экспертов: мнения и идеи.
Астрономы продолжают находить потенциально обитаемые миры вокруг маленьких красных звезд. Но эти миры почти наверняка заблокированы приливом, и одна сторона планеты постоянно обращена к своей звезде.
Это создает серьезную угрозу возможности жизни на этих чужие планеты, но новое исследование предлагает способ более равномерного охлаждения этих планет: океанские течения кружат вокруг миров быстрее, чем они вращаются.
Запирая это в
Мы находим множество экзопланет. С помощью миссии НАСА Кеплер (базы данных которой все еще работают после смерти космического телескопа) агентство Транзитный спутник для исследования экзопланет и десятки наземных миссий, астрономы открывают мир за миром, вращаясь вокруг далеких звезд. Конечная цель: найти планету, похожую на Землю, вращающуюся вокруг звезды, похожей на Солнце, на нужном расстоянии, чтобы тепла, которое планета получает от своей звезды, было достаточно, чтобы растопить лед, но не было слишком горячим, чтобы его вскипятить.
Это “Жилая площадь, “область вокруг каждой звезды, где жидкая вода может оставаться красивой и жидкой. И хотя мы еще не нашли точную копию Земли, мы подошли близко: планеты размером примерно с нашу, вращающиеся в пределах обитаемой зоны, но вокруг маленьких красных карликовых звезд.
С одной стороны, это потрясающе, потому что красные карлики являются наиболее распространенным типом звезд в галактике, поэтому должно быть множество планет во множестве обитаемых зон. Но, с другой стороны, это немного расстраивает из-за того, что известно как приливная блокировка.
Когда маленький объект вращается рядом с большим объектом (например, Луна вокруг Земли или планета вокруг звезды), более крупный объект будет вызывать приливы к меньшему. (Технически, меньший объект также вызывает приливы к более крупному объекту, но они не такие большие, и нам не нужно сейчас об этом беспокоиться.) С этими дополнительными приливными шишками меньший объект будет постепенно развивать однобокие предпочтения. : вместо того, чтобы получить любую старую ротацию, которую он хочет, он будет “блокироваться”.
Эта блокировка заставляет вращение маленького объекта соответствовать его орбите вокруг большего. Вы можете увидеть результаты этого, просто взглянув на полную луну: поскольку Луна приливно привязан к Земле, он всегда представляет для нас одно и то же лицо, и только в космическую эру мы смогли увидеть его заднюю сторону.
Связанный: Как работают обитаемые зоны экзопланеты
Лучшая ротация
Приливная блокировка плохие новости для жизни. Если вы находитесь на планете, вращающейся вокруг красной карликовой звезды, ее свет настолько слаб, что вам придется столкнуться с этой звездой, чтобы попасть в ее обитаемую зону. Достаточно близко, чтобы вас заперли приливно. Это означает, что одна сторона планеты будет постоянно обращена к солнцу, а другая будет заблокирована постоянной полуночью.
Таким образом, даже если в среднем температура на планете может быть очень высокой, одна сторона будет слишком горячей, а другая слишком холодной.
Если нет способа перенести тепло с горячей стороны на холодную.
Из-за наклона Земли наша планета неравномерно нагревается от солнце, и в ответ он пытается уравновесить все с помощью ветра и океанских течений, которые постоянно переносят тепло из одного места в другое.
Но для того, чтобы эффективно переносить тепло на планету, заблокированную приливом, эти токи должны сверхвращаться – они должны двигаться быстрее, чем вращение самой планеты, если у них есть шанс согреть ночную сторону и охладить дневную. сторона.
Супервращение уже хорошо известно в планетных атмосферах. В атмосфера Венеры, например, вращается вокруг поверхности каждые четыре земных дня, в то время как самой поверхности требуется 243 земных дня, чтобы совершить один оборот. Титан, самый большой спутник Сатурна, вероятно, обладает супервращающейся атмосферой. Такое бывает даже на Земле: высотные ветры над экватором иногда способны к сверхвращению.
Сверхвращающаяся атмосфера – это здорово, но главное, когда дело доходит до переноса тепла, – это не воздух, а вода. Если приливно заблокированная экзопланета действительно хочет оставаться мягкой, ее океанские течения должны двигаться быстрее.
Физика в экзотическом мире
Это именно то, что новое исследование, недавно появившийся в журнале препринтов arXiv, намеревался изучить. И у этого исследования есть хорошие новости: в зависимости от условий экзопланеты, заблокированные приливом, способны совершать супервращение океана.
Согласно исследованию, супервращение в чужие океаны сначала вызывается сильными ветрами, а затем усиливается глубоководными волнами в океанах. Эти волны, известные как волны Кельвина и Россби, характерны для любого океана на вращающейся планете, включая Землю, где они несут ответственность за образование гигантских систем давления и реактивных течений.
На планете, заблокированной приливом и отливом, применяется та же физика, и эти волны усиливают друг друга, вызывая массивные потоки воды, быстрее, чем вращается сама планета.
Исследователи обнаружили, что эти сверхвращающиеся токи возможны только на экваторе, и, естественно, это может быть нарушено множеством неизвестных факторов. Например, если на пути окажется достаточно большой континент, это может остановить нынешних мертвецов. Если планета наклонена или у нее слишком мелкий океан, это также может предотвратить супервращение.
Но, тем не менее, супервращение океанских течений на закрытых приливами экзопланетах, безусловно, возможно, что является облегчением для любых надежд и мечтаний об инопланетной жизни на этих экзопланетах. Чем больше их атмосфера и океаны могут переносить тепло вокруг этих миров, тем больше у жизни шансов на процветание.
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
