Sciencemag.cz
Doporučujeme
A další překvapení: led by se prý mohl vyskytovat spíše na rovníku než na pólech.
Exoplanet známe čím dál víc, aktuálně kolem 4 000. Navíc se chystají nové mise a projekty, které nejen rozšíří toto číslo, ale také umožní o již známých exoplanetách získávat podrobnější údaje. Pokud se soustředíme na planety podobné Zemi, co zde můžeme očekávat? Jak se i podobné světy budou od toho našeho lišit? Vědci z University of Washington a University of Bern proto nyní provedli počítačové simulace více než 200 000 hypotetických světů podobných Zemi – planet, které mají stejnou velikost, hmotnost, složení atmosféry a geografii jako současná Země a všechny navíc obíhají kolem hvězd podobných našemu Slunci.
Výsledkem je, že na těchto simulovaných exoplanetách často chybělo zalednění. „V 90 % případů planet s kapalnou vodou na povrchu se nevyskytují žádné ledové pokrývky, jako jsou polární čepičky,“ uvedl spoluautor studie Rory Barnes, profesor astronomie z University of Washington. „A je-li led přítomen, pak ledové pásy – tj. stálý led podél rovníku – jsou ve skutečnosti pravděpodobnější než ledové čepičky na pólech.“
Jak uvádí hlavní autorka práce Caitlyn Wilhelm z téže instituce, tým použil model energetické bilance, který simuluje tok energie mezi rovníkem a póly planety. Hypotetické světy se nacházely v obyvatelných zónách u hvězd typu F, G nebo K. Naše Slunce patří do třídy G, hvězdy typu F jsou o něco teplejší a větší, hvězdy typu K naopak chladnější a menší. Vědci ve studii dále simulovali exoplanety na různě výstředních oběžných drahách, od kruhových až po výrazně protáhlé, a planety s různým náklonem osy (od 0 do 90°, Země má 23,5°; planeta s náklonem 90°, což má ve Sluneční soustavě Uran, by v důsledku toho zažívala extrémní sezónní výkyvy klimatu).
Podle simulací, které zahrnovaly časový úsek 1 milionu let na každém světě, vykazovaly světy podobné Zemi klima chladnější i teplejší – od „sněhové koule“, s ledem přítomným ve všech zeměpisných šířkách (snad Země v době největších zalednění v prekambriu), až po horký „vlhký skleník“ (což možná cca odpovídá Venuši předtím, než ji skleníkový efekt ohřál ještě víc do současné podoby a připravil o vodu). A přestože většina prostředí v simulacích spadala někam mezi tyto extrémy, trvalý led byl na povrchu hypotetických exoplanet přítomen pouze v 10 % případů.
Model zahrnoval i postupné změny oběžných drah a sklonu osy. Na Zemi se (cca) tyto jevy označují jako Milankovičovy cykly, způsobují ale jen celkem mírné kolísání klimatu. Na exoplanetách ale výsledkem může být sněhová koule nebo naopak ztráta ledu jako takového. Pokud byl led částečně přítomen, jeho rozložení záviselo hlavně na typu hvězdy. Kolem hvězd typu F se polární ledové čepičky vyskytovaly asi třikrát častěji než ledové pásy, zatímco u planet kolem hvězd typu G a K se naopak ledové pásy vyskytovaly dvakrát častěji než čepičky. Ledové pásy na rovníku byly také častější na světech s extrémním sklonem osy – pravděpodobně proto, že sezónní extrémy udržují polární klima proměnlivější než v rovníkových oblastech. Tak se alespoň vysvětluje celkově na první pohled podivný závěr, že led bude častější na rovníku.
Povrchový led vzhledem ke své odrazivosti ovlivňuje to, jak exoplanetu zachytíme a budeme schopni dále zkoumat. Navíc led svým albedem (světlostí) planetu dále ochlazuje oproti tmavému povrchu, a tím ovlivňuje i další vývoj klimatu. Samotná přítomnost nebo nepřítomnost ledu ale nerozhoduje o obyvatelnosti světa pro život pozemského typu. Země zažila období sněhové koule i stovky milionů let bez ledu a život si s tím dokázal poradit…
Caitlyn Wilhelm et al, The Ice Coverage of Earth-like Planets Orbiting FGK Stars, arXiv:2112.03372 [astro-ph.EP], arxiv.org/abs/2112.03372
Zdroj: Planetary Science Journal/University of Washington/Phys.org
Článek:
„..planeta s náklonem 90°, což má ve Sluneční soustavě Uran, by v důsledku toho zažívala extrémní sezónní výkyvy klimatu“
https://cs.wikipedia.org/wiki/Uran_(planeta)
„Jedním z nejvýznačnějších znaků Uranu je sklon rovníku Uranu k rovině jeho dráhy o 97,86°, takže je rotace planety retrográdní. Rovina oběhu Uranu je pak k ekliptice skloněna pouze pod úhlem 0,769 86°, takže rotační osa leží téměř v ekliptice.[45] V důsledku toho během Uranova roku svítí Slunce střídavě na severní a jižní pól, jak ke Slunci póly postupně míří. V důsledku toho během Uranova roku svítí Slunce střídavě na severní a jižní pól, jak ke Slunci póly postupně míří. Den na pólu pak trvá 42 let a následuje po něm 42 let dlouhá noc“
Nic jednoduchého. Sezónní perioda 42 let tedy netrvá stejně jako doba oběhu, která je 30 let.