Per Goldilocks, il porridge non doveva essere né troppo caldo né troppo freddo ... la giusta temperatura era tutto ciò di cui aveva bisogno.
Per un pianeta simile alla Terra che ospita la vita o la vita multicellulare, sicuramente la temperatura è importante, ma cos'altro è importante? E cosa rende la temperatura di un exo-Terra "giusta"?
Alcuni studi recenti hanno concluso che rispondere a queste domande può essere sorprendentemente difficile e che alcune delle risposte sono sorprendentemente curiose.
Considera l'inclinazione di un asse della Terra-exo, la sua obliquità.
Nell'ipotesi "Rare Earth", questo è un criterio di Goldilocks; a meno che l'inclinazione non sia mantenuta stabile (da una luna come la nostra Luna), e ad un angolo "giusto", i climi oscilleranno troppo selvaggiamente per formare la vita multicellulare: troppe Terre di palle di neve (l'intero globo coperto di neve e ghiaccio con un effetto albedo potenziato), o troppo rischio di una serra in fuga.
"Scopriamo che i pianeti con piccole frazioni oceaniche o continenti polari possono sperimentare variazioni climatiche stagionali molto gravi", scrive David Spiegel della Columbia University *, riassumendo i risultati di una vasta serie di modelli che studiano gli effetti dell'obliquità, della copertura della terra / oceano e rotazione su pianeti simili alla Terra, "ma che anche questi pianeti potrebbero mantenere condizioni abitabili stagionali e regionali su una gamma più ampia di raggi orbitali rispetto a più pianeti simili alla Terra". E la vera sorpresa? "I nostri risultati indicano che i climi modellati sono in qualche modo meno inclini a transizioni dinamiche di palle di neve ad alta obliquità." In altre parole, una Terra-Eso inclinata quasi a destra (proprio come Urano) potrebbe avere meno probabilità di subire eventi terrestri a palle di neve rispetto ai nostri, Riccioli d'oro, Terra!
Considera le radiazioni ultraviolette.
“Le radiazioni ultraviolette sono un'arma a doppio taglio per la vita. Se è troppo forte, i sistemi biologici terrestri saranno danneggiati. E se è troppo debole, la sintesi di molti composti biochimici non può andare avanti ", afferma Jianpo Guo dell'Osservatorio cinese dello Yunnan **" Per le stelle ospiti con temperature effettive inferiori a 4.600 K, le zone abitabili ultraviolette sono più vicine delle zone abitabili . Per le stelle ospiti con temperature effettive superiori a 7.137 K, le zone abitabili a ultravioletti sono più lontane delle zone abitabili. " Questo risultato non cambia ciò che già sapevamo sulle zone di abitabilità attorno alle stelle principali della sequenza, ma esclude efficacemente la possibilità di vita sui pianeti attorno alle stelle giganti post-rosse (supponendo che qualcuno possa sopravvivere alla propria casa diventando gigante rosso!)
Considera gli effetti delle nuvole.
I calcoli delle zone di abitabilità - i raggi delle orbite di una eso-Terra, intorno alla sua casa - per le stelle della sequenza principale di solito assumono il paradiso degli astronomi - cieli permanenti (cioè senza nuvole). Ma la Terra ha le nuvole e le nuvole hanno sicuramente un effetto sulle temperature globali medie! "L'effetto albedo dipende solo debolmente dagli spettri stellari incidenti perché le proprietà ottiche (in particolare l'albedo scattering) rimangono quasi costanti nell'intervallo di lunghezze d'onda del massimo della radiazione stellare incidente", un recente studio di un team tedesco *** sul gli effetti delle nuvole sull'abitabilità si concludono (hanno esaminato le sequenze di case principali delle classi spettrali F, G, K e M). Sembra che Gaia sia amica di Goldilocks; tuttavia, "L'effetto serra della nuvola di alto livello dipende d'altra parte dalle temperature dell'atmosfera inferiore, che a loro volta sono una conseguenza indiretta dei diversi tipi di stelle centrali", conclude il team (ricorda che un La temperatura globale della Terra dipende sia dall'effetto albedo che da quello della serra). Quindi, il messaggio da portare a casa? “I pianeti con nuvole simili alla Terra nelle loro atmosfere possono essere posizionati più vicino alla stella centrale o più lontano rispetto ai pianeti con atmosfere di cielo limpido. La variazione della distanza dipende dal tipo di nuvola. In generale, le nuvole di basso livello comportano una diminuzione della distanza a causa del loro effetto albedo, mentre le nuvole di alto livello portano ad un aumento della distanza. "
"Giusto" è difficile da definire.
* autore principale; I coautori sono Kristen Manou della Princeton University e Caleb Scharf dell'Università della Colombia ("Habitable Climates: The Influence of Obliquity", The Astrophysical Journal, Volume 691, Issue 1, pp. 596-610 (2009); arXiv: 0807.4180 è la prestampa )
** autore principale; Fenghui Zhang, Xianfei Zhang e Zhanwen Han, tutti anche all'Osservatorio dello Yunnan, sono i coautori ("Zone abitabili e zone abitabili UV attorno alle stelle ospiti", Astrofisica e scienze spaziali, Volume 325, Numero 1, pp. 25- 30 (2010))
*** “Nuvole nelle atmosfere dei pianeti extrasolari. I. Effetti climatici di nuvole multistrato per pianeti simili alla Terra e implicazioni per zone abitabili ”, Kitzmann et al., Accettato per la pubblicazione in Astronomia e Astrofisica (2010); arXiv: 1002.2927 è la prestampa.
