16:12 2024-02-21 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Posibilă distrugere atmosferică a unei exoplanete potențial locuibile

_ Posibilă distrugere atmosferică a unui potențial exoplanetă locuibilă

Astrofizicienii care studiază o exoplanetă populară în zona locuibilă a stelei sale au descoperit că curenții electrici din atmosfera superioară a planetei ar putea crea suficientă încălzire pentru a extinde atmosfera suficient de mult încât să părăsească planeta, probabil lăsând planeta nelocuită.

Până acum, oamenii de știință planetari au crezut că o planetă locuibilă are nevoie de un câmp magnetic puternic care o înconjoară pentru a acționa ca un scut, direcționând particulele ionizate, razele X și radiațiile ultraviolete în vântul stelar în jurul și departe de el. atmosferă.

Așa se întâmplă pe Pământ, împiedicând radiațiile periculoase să ajungă la viață la suprafață și ceea ce nu se întâmplă pe Marte, care acum nu are un câmp magnetic global, ceea ce înseamnă că orice locuitor inițial al planetei roșii va probabil că trebuie să trăiască în peșteri și cavități subterane pentru protecția vântului solar.

Noua cercetare, realizată de Ofer Cohen de la Centrul Lowell pentru Știința și Tehnologia Spațială de la Universitatea din Massachusetts Lowell și colegii săi, publicată în The Astrophysical Jurnalul, a examinat dacă curenții electrici generați în ionosfera exoplanetei Trappist-1e ar duce la suficientă încălzire și expansiune a atmosferei încât s-ar putea disipa departe de gravitația planetei și s-ar pierde în spațiu.

TRAPPIST- 1e este o stea pitică M din constelația Vărsător, la aproximativ 41 de ani lumină de Pământ. Sistemul său planetar, care are șapte exoplanete observate, este sistemul cel mai atent studiat în afara propriului nostru sistem solar.

Trei dintre aceste planete se află în zona locuibilă a stelei, cu temperaturi de suprafață unde ar putea exista apă lichidă. Deoarece piticii M, care cuprind aproximativ 70% din stelele din univers, sunt mai reci decât soarele nostru, aceste zone sunt mult mai aproape de aceste stele.

Trappist-1e, o exoplanetă descoperită în 2017, orbitează doar 0,028 UA de stea sa (unde 1 UA este distanța medie de la Soare la Pământ; Mercur orbitează la aproximativ 0,4 UA). Stâncos și asemănător Pământului, densitatea sa medie este cu doar 2% mai mare decât cea a Pământului, iar gravitația sa de suprafață este de 82%. În plus, are o temperatură de echilibru de 246 Kelvin, la doar 9 K sub cea a Pământului.

Aceste proprietăți fac din Trappist-1e una dintre cele mai interesante dintre toate exoplanetele descoperite până în prezent. Dar are atmosferă? Deoarece este situat mult mai aproape de steaua sa, decaparea atmosferică de către vânturile stelare ar trebui să fie mult mai puternică decât cea a lui Mercur, să zicem, care nu are atmosferă.

Lucrările anterioare au arătat că vânturile stelare de la Trappist-1 ar putea fi dezlipite. o atmosferă bogată în hidrogen din exoplanetele sale prin fotoevaporare, dar complexitatea modelării înseamnă că aceste planete ar putea avea o mulțime de medii atmosferice.

Dar un alt mecanism potențial de îndepărtare este atunci când vânturile stelare încărcate externe impactează atmosfera superioară ionizată. În lucrările anterioare, Cohen și alții au descoperit că atunci când conductanța și impedanța fiecăreia sunt similare ca mărime, cele trei exoplanete trapiste e, f și g ar putea experimenta încălzire rezistivă de curent continuu (DC) de până la 1 watt pe metru pătrat, 1. % din iradierea solară primită și de 5 până la 15 ori energia stelară din radiația ultravioletă extremă. O astfel de „încălzire Joule” ar putea îndepărta atmosfera de pe oricare dintre aceste planete. (Pe Pământ, încălzirea Joule este de aproximativ 0,01 W/m2.)

Acum, Cohen și colegii au modelat un al doilea fenomen care ar putea avea, de asemenea, un impact asupra atmosferelor planetare Trappist-1: încălzirea datorită mișcării planetei în sine. Curenții electrici alternativi (AC) vor fi generați în atmosfera superioară a planetei pe măsură ce aceasta întâlnește un câmp magnetic stelar în schimbare pe măsură ce planeta orbitează în jurul stelei sale (legea inducției lui Faraday).

Planetele apropiate orbitează foarte repede—perioada orbitală a lui Trappist-1e este de doar 6,1 zile-Pământ—iar schimbarea rapidă a câmpului magnetic de fundal duce la generarea de curenți ionosferici puternici care se disipează și creează potențial foarte mult încălzire ridicată, pe care o numesc încălzire Joule condusă de tensiune.

Deoarece astronomii nu au măsurători ale vântului stelar și ale câmpului magnetic al lui Trappist-1, grupul a folosit modele validate bazate pe fizică pentru a calcula producția sa de energie, vântul solar și câmpul magnetic în schimbare la distanța Trappist-1e. Folosind estimări rezonabile pentru lățimea ionosferei Trappist 1e, conductanța acesteia și mărimea câmpului magnetic în schimbare, rezultatele lor arată că fluxul de energie de încălzire Joule în atmosfera superioară a planetei ar varia de la 0,01 la 100 W/m2, o valoare semnificativă. cantitate de încălzire care poate fi mai mare decât cea datorată ultravioletelor extreme și 1 până la 10% din fluxul de energie stelar de pe planetă.

Ei au ajuns la concluzia că astfel de valori intense ar putea provoca o evadare puternică atmosferică și „ar putea duce la o pierdere rapidă a atmosferei”. Înseamnă că astrobiologii și alții ar trebui să ia în considerare încălzirea Joule atunci când iau în considerare locuibilitatea unei exoplanete.

„Este probabil ca ambele mecanisme să funcționeze împreună în exoplanete apropiate”, a spus Cohen. „Prin urmare, munca noastră (și cunoștințele noastre despre sistemul solar) pot sugera că exoplanetele situate foarte aproape de stea sunt probabil planete goale, fără atmosferă.”

Cohen observă că munca lor are un element politic, la fel de multe echipele investighează atmosferele planetelor Trappist-1. Telescopul spațial James Webb (JWST) a început deja să observe atmosferele planetare ale acestui sistem (nu a găsit niciunul) și există planuri pentru a face mai mult. „Acest lucru poate fi un pic o risipă de resurse dacă nu există o atmosferă de studiat”, a spus Cohen.

© 2024 Science X Network

(Fluierul)

Inapoi