Đối với Goldilocks, cháo phải không quá nóng và không quá lạnh, nhiệt độ phù hợp là tất cả những gì cô cần.
Đối với một hành tinh giống như Trái đất để chứa sự sống, hoặc sự sống đa bào, chắc chắn nhiệt độ là quan trọng, nhưng điều gì khác là quan trọng? Và điều gì làm cho nhiệt độ của một exo-Earth có thể đúng?
Một số nghiên cứu gần đây đã kết luận rằng việc trả lời những câu hỏi này có thể khó khăn một cách đáng ngạc nhiên, và một số câu trả lời gây tò mò một cách đáng ngạc nhiên.
Hãy xem xét độ nghiêng của trục Exo-Earth, độ xiên của nó.
Trong giả thuyết của Rare Rare Earth, đây là một tiêu chí của Goldilocks; trừ khi độ nghiêng được giữ ổn định (bởi một mặt trăng như Mặt trăng của chúng ta) và ở góc độ vừa phải, thì khí hậu sẽ biến đổi quá mức để cuộc sống đa bào hình thành: quá nhiều Trái đất tuyết (toàn cầu bao phủ trong tuyết và băng một hiệu ứng albedo nâng cao), hoặc quá nhiều rủi ro của một nhà kính chạy trốn.
Chúng tôi thấy rằng các hành tinh có phân số đại dương nhỏ hoặc lục địa cực có thể trải qua các biến đổi khí hậu theo mùa rất nghiêm trọng, David Spiegel của Đại học Columbia Columbia viết *, tóm tắt kết quả của một loạt các mô hình nghiên cứu về ảnh hưởng của độ xiên, vùng đất / đại dương và quay trên các hành tinh giống Trái đất, nhưng các hành tinh này cũng có thể duy trì các điều kiện có thể ở được theo mùa và theo vùng trên một phạm vi bán kính quỹ đạo lớn hơn so với các hành tinh giống Trái đất. Và điều bất ngờ thực sự? Kết quả của chúng tôi cung cấp các dấu hiệu cho thấy khí hậu được mô hình hóa có phần ít bị thay đổi khi chuyển động quả cầu tuyết năng động ở độ xiên cao. Nói cách khác, một Trái đất ngoài hành tinh nghiêng gần đúng (giống như Thiên vương tinh) có thể ít phải chịu đựng các sự kiện Trái đất tuyết hơn so với, Goldilocks, Trái đất của chúng ta!
Hãy xem xét bức xạ cực tím.
Bức xạ tia cực tím là một con dao hai lưỡi với sự sống. Nếu quá mạnh, hệ thống sinh học trên cạn sẽ bị hư hại. Và nếu nó quá yếu, sự tổng hợp của nhiều hợp chất sinh hóa không thể thực hiện được, theo ông Jianpo Guo thuộc Đài thiên văn Vân Nam của Trung Quốc **. Đối với các ngôi sao chủ có nhiệt độ hiệu quả thấp hơn 4.600 K, các vùng cực tím có thể ở gần hơn các vùng có thể ở được. . Đối với các ngôi sao chủ có nhiệt độ hiệu quả cao hơn 7.137 K, các vùng có thể ở được cực tím xa hơn các vùng có thể ở được. Kết quả này không làm thay đổi những gì chúng ta đã biết về các khu vực có thể ở được xung quanh các ngôi sao theo trình tự chính, nhưng nó loại trừ hiệu quả khả năng sự sống trên các hành tinh xung quanh các ngôi sao khổng lồ sau màu đỏ (giả sử bất kỳ ai có thể sống sót sau khi trở thành người khổng lồ đỏ!)
Hãy xem xét ảnh hưởng của những đám mây.
Tính toán các vùng có thể ở được - bán kính của quỹ đạo của một trái đất, xung quanh ngôi nhà của nó - đối với các ngôi sao theo trình tự chính thường giả định một thiên văn học Thiên đàng - bầu trời rõ ràng vĩnh viễn (tức là không có mây). Nhưng Trái đất có mây và mây chắc chắn có ảnh hưởng đến nhiệt độ trung bình toàn cầu! Hiệu ứng albedo chỉ phụ thuộc yếu vào quang phổ sao sự cố vì các tính chất quang học (đặc biệt là albedo tán xạ) gần như không đổi trong phạm vi bước sóng của bức xạ sao cực đại, nghiên cứu gần đây của một đội Đức ảnh hưởng của các đám mây đến khả năng cư trú kết luận (họ đã xem xét các chuỗi nhà chính của các lớp quang phổ F, G, K và M). Nghe có vẻ như Gaia là bạn của Goldilocks tuy nhiên, mặt khác Hiệu ứng nhà kính của đám mây cấp cao phụ thuộc vào nhiệt độ của bầu khí quyển thấp hơn, do đó là hậu quả gián tiếp của các loại sao trung tâm khác nhau, nhóm nghiên cứu kết luận (hãy nhớ rằng một ngoại lệ Nhiệt độ toàn cầu của trái đất phụ thuộc vào cả hiệu ứng nhà kính và nhà kính). Vì vậy, tin nhắn mang về nhà? Các hành tinh có thể có các đám mây giống như Trái đất trong bầu khí quyển của chúng có thể nằm gần ngôi sao trung tâm hoặc ở xa hơn so với các hành tinh có bầu khí quyển rõ ràng. Sự thay đổi khoảng cách phụ thuộc vào loại đám mây. Nói chung, các đám mây cấp thấp dẫn đến giảm khoảng cách do hiệu ứng albedo của chúng, trong khi các đám mây cấp cao dẫn đến sự gia tăng khoảng cách.
Ngay lập tức, ngay lập tức, rất khó để hạ xuống.
* tác giả chính; Kristen Manou của Đại học Princeton và Caleb Scharf của Đại học Princeton là đồng tác giả (Climates Climates: The Influence of Obliquity, Tạp chí Vật lý thiên văn, Tập 691, Số 1, Trang 596-610 (2009); arXiv: 0807.4180 )
** tác giả chính; Fenghui Zhang, Xianfei Zhang và Zhanwen Han, tất cả cũng ở Đài thiên văn Vân Nam, là những đồng tác giả (khu vực có thể ở được và khu vực sinh sống UV xung quanh các ngôi sao chủ nhà, Vật lý thiên văn và Khoa học vũ trụ, Tập 325, Số 1, Trang 25- 30 (2010))
*** Mây Mây trong bầu khí quyển của các hành tinh ngoài hệ mặt trời. I. Hiệu ứng khí hậu của các đám mây nhiều lớp đối với các hành tinh giống Trái đất và ý nghĩa đối với các vùng có thể ở được, Kitzmann và cộng sự, được chấp nhận để công bố trong Thiên văn học & Vật lý thiên văn (2010); arXiv: 1002,2927 là bản in sẵn.
