Размеры обитаемой зоны у красных карликов, вероятно, недооценивались
|
25 октября 2011 года, 13:16 | Текст: Дмитрий Сафин |
Двое учёных из Университета Ридинга (Великобритания) и Научно-исследовательского центра Эймса (США) провели несложные вычисления, доказывающие, что размеры обитаемой зоны у красных карликов недооценивались. |
Обитаемой зоной называют область пространства вокруг светила, в которой планеты могут поддерживать воду в жидком состоянии на поверхности. Устанавливая границы этой области для разных типов звёзд, астрофизики выделяют потенциально обитаемые экзопланеты. Поскольку красные карлики считаются самым распространённым типом звёзд главной последовательности, в их случае точная оценка размеров обитаемой зоны особенно важна. |
Сверху показано спектральное распределение энергии излучения модельных Солнца (чёрного тела с температурой в 5 700 К) и красного карлика (чёрного тела с температурой в 3 300 К), а также звёзд Gliese 436 и GJ 1214, массы которых составляют ~0,4 и ~0,2 солнечной. Ниже дана зависимость бондовского альбедо снега и льда от длины волны. (Иллюстрация из журнала Astrobiology.) |
Схема расчёта, предложенная авторами, выделяется лишь тем, что в ней вводится поправка на зависимость альбедо (величины, характеризующей отражательную способность) водного льда и снега от длины волны. В некоторых глобальных климатических моделях эта особенность снежной и ледовой поверхности, отметим, также учитывается, для чего коротковолновое излучение делят на два поддиапазона, граница между которыми проходит на 0,7–0,9 мкм. Однако в области длин волн ? < 1 мкм, в которую попадает бoльшая часть энергии солнечного излучения, зависимость выражена слабо, и её влияние на земной климат оказывается незначительным. |
Красные карлики заметно уступают Солнцу по эффективной температуре, вследствие чего доля энергии излучения, приходящейся на ? > 1 мкм, возрастает. Так как альбедо снега и льда на длинах волн, превышающих один микрометр, снижаются по сравнению с альбедо в видимом диапазоне, лёд и снег на экзопланете, которая обращается вокруг красного карлика, будут поглощать падающее излучение более эффективно, чем они же на планете Солнечной системы. Это естественным образом приводит к уменьшению среднего — «широкополосного» — альбедо снежной и ледовой поверхностей: на рисунке ниже видно, что альбедо свежего снега и льда на орбите Солнца составляет 0,8 и 0,5, на орбите модельного красного карлика — 0,6 и 0,3, а на планете, движущейся вокруг хорошо изученных красных карликов Gliese 436 (GJ 1214) — всего 0,37 (0,35) и 0,15 (0,12). |
«Широкополосное» альбедо планет, находящихся на орбитах четырёх разных звёзд (модельных Солнца и красного карлика, Gliese 436, GJ 1214). Предполагается, что вся поверхность планет покрыта снегом или льдом, а соответствующие значения альбедо обозначены зелёным и синим. (Иллюстрация из журнала Astrobiology.) |
Столь серьёзное ухудшение отражательной способности обязательно скажется на климате — к примеру, на механизме положительной обратной связи между потеплением и таянием снега и льда. На Земле уменьшение площади поверхности, покрытой снегом и льдом, вызывает заметное снижение альбедо и ведёт к дальнейшему потеплению, а эффект, обратный этому, способствует быстрому оледенению в известной гипотезе «Земля-снежок». Если альбедо снега и льда изначально было невысоким, обратная связь будет менее сильной, и вероятность полного оледенения планеты, на которую падает излучение красного карлика, уменьшится. |
Разумеется, более выраженное поглощение излучения также расширяет обитаемую зону, отодвигая её внешнюю границу от звезды. По мнению авторов, определённую ранее дистанцию между краем обитаемой зоны и красным карликом необходимо увеличить сразу на 10–30 процентов. |
http://science.compulenta.ru/642005/?r1=yandex&r2=news |
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|