Загадка жизни: расположение суши на планете может повлиять на ее обитаемость

Новые климатические модели показали, что количество и расположение суши на поверхности планеты может существенно влиять на ее пригодность для обитания. Астрономы выявили существенные различия в температуре поверхности, морском льде и водяном паре на поверхности планеты при различных конфигурациях суши.

Многие планеты приливно привязаны к своим звездам таким образом, что одна сторона планеты всегда обращена в сторону (подобно тому, как темная сторона Луны всегда обращена в сторону от Земли). Это создает постоянные дневную и ночную стороны планеты, где вся энергия, получаемая от звезды, сосредоточена на дневной стороне. Для того чтобы на планете могла существовать жизнь, климат должен быть в определенной степени регулируемым на всей поверхности: атмосфера и океаны должны перераспределять часть энергии, получаемой от звезды, на ночную сторону планеты.

Группа исследователей из Университета Торонто применила 3-мерную климатическую модель (ExoPlaSim) для конструирования похожих на Землю планет с двумя различными конфигурациями дневной стороны. Первая конфигурация представляет собой круглый континент в центре дневной стороны, окруженный океаном. Вторая конфигурация является противоположной: круговой океан в центре дневной стороны и суша повсюду. В обоих случаях размер круга варьировался, чтобы продемонстрировать, как климат планеты зависит от доли суши для каждой из этих конфигураций континентов.

Помимо прочего, пригодность планеты для обитания зависит от температуры ее поверхности и количества влаги в атмосфере. В исследовании моделируются чистые осадки, доля облаков и температура поверхности на дневной стороне планеты для различных конфигураций суши.

Результаты показывают, что как количество суши, так и ее конфигурация могут оказывать большое влияние на условия на поверхности планеты. Для моделей с одинаковой долей суши на дневной стороне, но противоположной конфигурацией, средняя температура поверхности может измениться на ~20°C. Результаты показывают, что количество водяного пара в атмосфере планеты сильно зависит от площади незамерзающего океана на ее поверхности. Планеты с высокой долей суши имеют более жаркие и сухие дни, а облака и осадки в основном ограничены небольшими центральными областями.

Выяснение того, существует ли жизнь в других местах Вселенной, является ключевой задачей астрономии и науки в целом. Наша работа демонстрирует, что распределение суши на землеподобной планете оказывает большое влияние на ее климат, и должна помочь астрономам, изучающим планеты с помощью таких приборов, как космический телескоп Джеймса Вебба, лучше интерпретировать то, что они видят.