Teréz
5 °C
23 °C

Néha úgy érzed, mintha két valóság létezne?

Több infó

Támogasd a független újságírást, támogasd az Indexet!

Nincs másik olyan, nagy elérésű online közéleti médiatermék, mint az Index, amely független, kiegyensúlyozott hírszolgáltatásra és a valóság minél sokoldalúbb bemutatására törekszik. Ha azt szeretnéd, hogy még sokáig veled legyünk, akkor támogass minket!

Milyen rendszerességgel szeretnél támogatni minket?

Mekkora összeget tudsz erre szánni?

Mekkora összeget tudsz erre szánni?

Szemgolyóra hasonlíthatnak az exobolygók

2014.03.19. 14:29

A vörös törpék alkotják a csillagok csendes többségét. Tömegük csak néhány tizede, fényük csak százada-ezrede a Napénak, ezért nem könnyű őket megtalálni, de mégis ők adják a Tejútrendszer csillagainak 70 százalékát. A megfigyelések alapján a legtöbbnek rendelkeznie kell kísérővel, ami azt jelenti, hogy az exobolygók jelentős része is vörös törpék körül kering. A földön kívüli élet kutatása kapcsán is lényeges, hogy megértsük, mennyire lakhatóak ezek a bolygók.

20140318 homarocean kep3
Fotó: Karen Wehrstein

Jelenlegi ismereteink szerint a lakhatóság egyik fontos kritériuma, hogy folyékony víz létezhet-e a bolygók felszínén, vagy ahhoz viszonylag közel. A vörös törpék halványsága miatt a lakhatósági zónájuk is sokkal közelebb húzódik, mint például a Nap esetében, akár a Nap-Merkúr távolságnál is beljebb. Emiatt ezeket a bolygókat sokkal könnyebb felfedezni, ugyanakkor a kis távolság problémákat is felvet. Ilyen közelségben a csillag árapály-ereje kötött keringésre kényszeríti a bolygót, vagyis mindig ugyanaz az oldala fordul a csillag felé. (Pontosan úgy, ahogy a Hold is kötötten kering a Föld körül.) Emiatt a bolygó egyik felét állandóan melegíti a csillag, míg a másik örök sötétségbe és hidegbe borul. Korábban úgy gondolták, hogy az ilyen bolygóknak alig lehet légköre, mert a nagy része kifagy az éjszakai oldalra. Pontosabb modellek alapján viszont elég erős szelek fújhatnak rajtuk, hogy kellő hőt szállítsanak a sötét oldalra, elkerülve a teljes kicsapódást. A következő kérdés tehát, hogy milyen lehet a bolygó felszíne, főleg ha azt egybefüggő óceán borítja.

20140318 homarocean kep1
Fotó: Nicholas Kay

Egyszerű feltételezésekkel élve arra juthatunk, hogy ezek a bolygók nagy szemgolyókra hasonlíthatnak. Az óceán a bolygó sötét oldalán keményre fagy, de a napos oldalon felolvadhat, és egy részén, csillaghoz legközelebb eső kerek foltban nyílt vízfelület is létezhet. Az olvadt terület mérete sok dologtól függ: nem csak a csillagtól mért távolságtól, de a légkörben található üvegház-gázoktól is.

A kínai Peking University két kutatója, Yongyun Hu és Jun Yang eredményei alapján azonban a egyáltalán nem szemgolyóra hasonlítanak ezek a bolygók. Az általuk elkészített, új modellben a csillagból érkező hő eloszlásának vizsgálatához nem csak a légkör, de az óceán anyagának áramlását is figyelembe vették. A modellben a legjobban ismert, vörös törpe körüli lakhatósági zónába eső szuperföld, a Gliese 581g-re hasonlító bolygó paramétereit használták. A bolygó másfélszer akkora átmérőjű, mint a Föld, és egy globális, 4 km mély vízóceánt helyeztek el rajta.

A modellek meglepő eredményekkel szolgáltak. Ha nagy mennyiségű, 20 százaléknyi szén-dioxid található a légkörben, az óceán annyira felmelegedhet, hogy teljesen megolvadhat. És nem is csak a nappali oldalon: a légkör és az óceánáltal befogott hő és az áramlások akár az éjszakai félgömbön is folyékonyan tarthatják az óceán felszínét. Ha viszont nagyságrendileg annyi szén-dioxid található csak a bolygó légkörében, mint a Földében (ebben a vizsgálatban 355 ppm, vagyis 0,0355 százalék), akkor az óceánnak csak egy kis része olvad meg teljesen. Az áramlások miatt azonban ez a folt nem lesz kerek: a cikk szerzői szerint inkább egy homárra hasonlít, amelynek két nagy ollója és az egyenlítő mentén elnyúló farka lesz. A farok az óceán keleti irányú egyenlítői áramlása miatt jön létre, ez a földi óceánokban is megfigyelhető Kelvin-hullám. Ez szállítja a melegebb vizet kelet felé, de egyben jeget is sodor nyugat felől az olvadt területre, a két olló közé. Az ollók maguk az óceánban létrejövő hatalmas örvények, a Rossby-hullámok. Az is kiderült, hogy dinamikus óceán esetén a jégtakaró is vékony marad, még az éjszakai oldalon sem nő 10 méternél vastagabbra. Néhány méter jégen még akár a fotoszintézishez is elég fény jut át, így az egész napos félgömböt beboríthatja az élet.

20140318 homarocean kep2
Fotó: Hu és Yang

A jó hír mellett van azonban egy rossz is: a dinamikus óceán figyelembevétele leszűkítheti a lakhatósági zónát. Ha ugyanis a bolygó túl közel kering a csillaghoz, az elnyelt hő túl sok vizet párologtat el, és sok vízgőz kerül a légkörbe. A vízgőz maga is üvegházgáz, így a bolygó melegedése megszalad, és végül minden víz elpárolog. A végeredmény pedig olyan száraz és pokoli hely lehet, mint a Vénusz felszíne. Azonban sokkal több számításra lesz szükség, eltérő besugárzással és bolygóméretekkel is, mielőtt Hu és Yang egyetlen hipotetikus bolygója alapján értékelnénk át a vörös törpék körüli bolygók esélyeit. Az óceáni áramlások pedig szintén nagyban függnek majd attól, hogy milyen szigetek és kontinensek boríthatják a bolygó felszínét.