Как земные климатические модели могут помочь при поиске обитаемых планет?

За последние два десятилетия человечество обнаружило более четырех тысяч экзопланет за пределами нашей Солнечной системы. Часть из этих уже обнаруженных объектов вполне может поддерживать жизнь, сообщает портал phys.org. Для того, чтобы сделать выводы о том, какие именно планеты могут дать надежду для человечества в его вечном стремлении найти “братьев по разуму”, был создан уникальный суперкомпьютер НАСА Discover, параллельно занимающийся прогнозированием будущего климата Земли. Так каким же именно образом земные климатические модели могут помочь при поиске инопланетной жизни?

Каким может быть климат на экзопланетах?

Как известно, наиболее перспективной для изучения на предмет обитаемости планетой считается та, которая поддерживает сразу ряд необходимых условий. Так, найденный мир должен быть каменистым, иметь жидкую воду на своей поверхности, поддерживать атмосферу и владеть магнитным полем, который бы защищал местную жизнь от космического ветра. Несмотря на то, что современные технологии не позволяют нам с детальной точностью исследовать далекие экзопланеты, вращающиеся вокруг чужих звезд, а путешествие космического корабля к ближайшей из них заняло бы 75 тысяч лет, исследователи уже сейчас могут судить о климате далеких миров на основании планеты, ставшей для нас родным домом — Земли.

Подобный вариант изучения далеких миров стал возможен для реализации в действительности так называемого “транзитного метода”, который помогает не только при поиске экзопланет, но и при анализе их расстояний до родительских звезд для составления оценки процента блокируемого планетами света. Подобные косвенные данные помогают специалистам судить о массе экзопланеты и ее приблизительных климатических характеристиках. Однако, как бы мы не пытались сравнить найденные в далеком космосе объекты, многие из них настолько отличаются от Земли, что, кажется, взяты из воображения. Так, большинство планет, обнаруженных космическим телескопом НАСА «Кеплер», не существует в нашей Солнечной системе.

Чаще всего найденные экзопланеты находятся между размерами Земли и газообразного Урана, который в четыре раза больше нашей планеты. Кроме того, подавляющее число потенциально обитаемых экзопланет находится рядом с тусклыми звездами — красными карликами, которые составляют подавляющее большинство звезд в нашей галактике. Из-за небольших размеров красных карликов или М-звезд, планеты должны находиться на небольшом расстоянии от своей ярко-красной звезды — ближе, чем Меркурий к Солнцу. Подобный неудобный факт заставляет ученых спорить о возможности обитаемости таких миров, ведь известно, что несмотря на свои малые размеры, красные карлики отличаются весьма вспыльчивым нравом, выплескивая в 500 раз больше вредного ультрафиолетового излучения, чем это делает наше Солнце. Согласно мнению специалистов, подобная среда могла бы едва ли не мгновенно испарить все океаны, лишить атмосферы и поджарить любую ДНК на планете, близкой к красному карлику.

Климат на ближайшей к Земле экзопланете

Климатические модели Земли показывают, что скалистые экзопланеты вокруг красных карликов могут быть обитаемы, даже несмотря на радиацию. Так, команда специалистов из НАСА недавно смоделировала возможные климатические условия на Проксиме Б, также расположенной рядом со звездой — красным карликом, для того, чтобы проверить, существует ли возможность наличия на ней теплого и влажного климата, столь важного для органической жизни.

Проксима Б — потенциальный кандидат на обнаружение инопланетной жизни

Проксима Б вращается вокруг звезды Проксимы Центавра в трехзвездной системе, расположенной всего в 4,2 световых годах от Солнца. Ученые полагают, что обнаруженный ими мир является скалистым, основываясь на расчетной массе планеты, которая лишь немногим больше земной. Главной проблемой Проксимы Центавра является то, что она расположена в 20 раз ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу. Таким образом, экзопланете требуется всего лишь 11,2 дня для того, чтобы совершить полный оборот вокруг своей звезды. Такое неудобное расположение может превратить Проксиму Центавра Б в гравитационно заблокированный мир, что не сулит ничего хорошего для жизни на такой планете.

Команда Энтони дель Генио, ученого-планетолога из НАСА, сумела модернизировать модель климата Земли, впервые разработанную в 1970-х годах для того, чтобы создать планетарный симулятор под названием ROCKE-3D на основе уже упомянутого выше суперкомпьютера НАСА Discover. Результаты необычного эксперимента показали, что моделирование парниковых газов и воды в атмосфере Проксимы Б позволяет судить о наличии на экзопланете облаков, действующих по аналогии с зонтом и отражающих вредное излучение родительской звезды. Наличие подобного явления могло бы понизить температуру на солнечной стороне Проксимы b с горячей до теплой. Другие ученые обнаружили, что Проксима может образовывать облака настолько массивные, что они затмили бы все небо, если бы кто-то смотрел с поверхности.

Поверхность Проксимы Центавра может быть скрыта массивными облаками

Подобное необычное явление может возникнуть в случае, если планета гравитационно замкнута и медленно вращается вокруг своей оси. Сила, известная человечеству как эффект Кориолиса, вызывает конвекцию в том месте, где звезда нагревает атмосферу. Кроме того, сочетание атмосферы и циркуляции возможного океана на поверхности планеты может перемещать теплый воздух на ночную сторону этого инопланетного мира, что в свою очередь защитит атмосферу планеты от замерзания, даже в том случае, если часть планеты будет лишена какого-либо света.

Несмотря на то, что в настоящее время ученые лишены возможности проверить свои теоретические знания, исследователи надеются, что запуск космического телескопа Джеймса Уэбба поможет подтвердить или опровергнуть их гипотезы о климате ближайшей к нам экзопланеты.