Внешний край обитаемой зоны звезды может плохо подходить для жизни

Земля расположена в центре обитаемой зоны Солнца, однако на планетах, находящихся на внешнем крае обитаемой зоны звезды, могут поддерживаться более суровые условия, включающие продолжительные эпохи оледенения, чередующиеся с короткими вспышками потепления, указывают ученые в новой работе.

В новом исследовании, проведенном группой исследователей во главе с Якоб Хакк-Мизра из некоммерческого Космического научного института Blue Marble, расположенного в Сиэттле, США, были изучены особенности углеродно-силикатного цикла на планетах, расположенных на краю обитаемой зоны звезды. Обычно покрытая льдом планета «оттаивает», если на её поверхности имеются вулканы, выбрасывающие диоксид углерода, парниковый газ, в атмосферу. В результате действия этого процесса ледники тают, и планета становится пригодной для существования жизни. Однако в недавнем исследовании, проведенном научным коллективом во главе с астрофизиком Кристеном Менуа из Торонтского университета, Канада, и опубликованном в 2015 г. в журнале Earth and Planetary Science Letters, сообщается, что для планет, богатых диоксидом углерода и расположенных на внешнем краю обитаемой зоны звезды, могут иметь место повторные ледниковые периоды, вызванные истощением запасов диоксида углерода в атмосфере из-за поглощения его эродированными горными породами - которые затем опять сменяются потеплениями, когда запасы диоксида углерода в атмосфере вновь пополнятся за счет вулканических газов.

Модель, построенная группой Хакк-Мизры в новом исследовании, показывает, что в планетных системах карликовых звезд спектральных классов К и М, излучающих сравнительно много энергии в ИК-диапазоне, цикл обледенений не будет иметь места даже при нахождении планеты на краю обитаемой зоны, так как водяной лед поглощает значительную долю излучения в этой области спектра. Напротив, звезды спектрального класса F, которые существенно горячее нашего Солнца, излучают большую часть энергии в видимом диапазоне, в котором у водяного льда наблюдается высокая отражательная способность. Поэтому планеты, расположенные на краю обитаемых зон таких звезд вряд ли можно считать обитаемыми, делают вывод авторы статьи.

Исследование вскоре будет опубликовано в журнале Astrophysical Journal, а в настоящее время препринт работы доступен на arxiv.org.

Источник