Marsova mise vrhá světlo na obydlenost vzdálených planet

ZEITGEIST: MOVING FORWARD | OFFICIAL RELEASE | 2011 (Červenec 2019).

Anonim

Jak dlouho by mohla být kamenná Marsu podobná planeta obývatelná, kdyby obíhala kolem červené trpasličí hvězdy? Je to složitá otázka, ale to, že mise NASA Mars Atmosphere a Volatile Evolution může pomoci odpovědět.

"Mise MAVEN nám říká, že Mars ztratil značné množství své atmosféry v průběhu času a změnil obytnou plochu planety, " řekl David Brain, spoluřešitel společnosti MAVEN a profesor laboratoře pro fyziku atmosféry a vesmíru na University of Colorado Boulder. "Můžeme použít Marsu, planetu, o níž víme hodně, jako laboratoř pro studium skalních planet mimo naší sluneční soustavu, o které zatím ještě moc nevíme."

Na podzimní schůzce Amerického geofyzikálního svazu v New Orleans v Louisianě, Brain popsal, jak mohou být pohledy z MAVENovy mise použity na osídlení skalních planet obíhajících jiné hvězdy.

MAVEN nese sadu nástrojů, které od listopadu 2014 měří atmosférickou ztrátu Marsu. Studie naznačují, že Mars ztratil většinu své atmosféry v prostoru časem prostřednictvím kombinace chemických a fyzikálních procesů. Nástroje kosmické lodi byly vybrány tak, aby určily, jakým způsobem každý proces přispívá k celkovému úniku.

V posledních třech letech Slunce prochází obdobím vyšší a nižší sluneční aktivity a Mars také zažil sluneční bouře, sluneční záře a koronální masové ejekce. Tyto různé podmínky poskytly společnosti MAVEN příležitost sledovat atmosférický únik Marsu, který se zvedl a vytáhl.

Brain a jeho kolegové začali přemýšlet o tom, jak tyto poznatky aplikují na hypotetickou planetu podobnou Marsu na oběžné dráze kolem nějakého typu M-hvězdy nebo červeného trpaslíka, což je nejčastější třída hvězd v naší galaxii.

Vědci provedli několik předběžných výpočtů na základě údajů MAVEN. Stejně jako u Marsu předpokládali, že tato planeta by mohla být umístěna na okraji obytné zóny své hvězdy. Ale protože červený trpaslík je celkově tlumenější než naše Slunce, planeta v obytné zóně bude muset obíhat mnohem blíže k jeho hvězdě, než je Merkur k Slunci.

Jas červeného trpaslíka v extrémních ultrafialových (UV) vlnových délkách v kombinaci s blízkou oběžnou dráhou by znamenal, že by hypotetická planeta dostala asi 5 až 10 krát více UV záření než skutečný Mars. Tím se vyčistí množství energie, které je k dispozici pro napájení procesů způsobujících únik atmosféry. Na základě toho, co se MAVEN naučil, Brain a kolegové odhadli, jak by individuální únikové procesy reagovaly na to, že by UV záření bylo.

Jejich výpočty ukazují, že atmosféra planety by mohla ztratit 3 až 5krát tolik nabitých částic - proces nazývaný únik iontů. Asi 5 až 10x více neutrálních částic by mohlo být ztraceno procesem nazývaným fotochemické únik, který se děje, když UV záření rozkládá molekuly v horní atmosféře.

Protože by byly vytvořeny více nabité částice, mohlo by dojít k dalšímu rozprašování, což je další forma atmosférické ztráty. Naprašování nastává, když jsou energetické částice zrychleny do atmosféry a zaklepávají molekuly kolem, kopají některé z nich ven do vesmíru a vysílají ostatní do svých sousedů, jak se hraje v bazénu.

Konečně, hypotetická planeta může zažít stejné množství tepelného úniku, také nazývaného Jeans uniknout. Tepelné úniky se vyskytují pouze u lehčích molekul, jako je vodík. Mars ztrácí svůj vodík tepelným únikem v horní části atmosféry. Na exo-Marsu by se tepelné úniky zvýšily jen tehdy, kdyby nárůst UV záření způsobil více vodíku k horní části atmosféry.

Celkové odhady naznačují, že obíhání na okraji obytné zóny klidné hvězdy typu M, namísto našeho slunce, by mohlo zkrátit obytné období pro planetu o faktor přibližně 5 až 20. Pro M-hvězdu, jehož aktivita je zesílena jako ta tasmánský ďábel, obytné období by mohlo být zkráceno o faktor zhruba 1 000 - čímž se z geologického hlediska zmenší na pouhý okraj oka. Samotné sluneční bouře by mohly vypnout planetu s radiačními záblesky tisíckrát intenzivnější než normální činnost z našeho Slunce.

Brain a jeho kolegové však považovali obzvláště náročnou situaci pro osídlení tím, že Marsu postavili kolem hvězdy třídy M. Jiný planet by mohl mít některé zmírňující faktory - například aktivní geologické procesy, které doplní atmosféru do jisté míry, magnetické pole, které chrání atmosféru před stripováním hvězdným větrem, nebo větší velikost, která dává větší zátěž, aby se držel atmosféra.

"Osídlení je jedním z největších témat astronomie a tyto odhady demonstrují způsob, jak využít to, co víme o Marsu a Slunci, abychom pomohli určit faktory, které řídí, zda by mohly být planety v jiných systémech vhodné pro život, " řekl Bruce Jakosky, MAVEN je hlavní řešitel na University of Colorado Boulder.

menu
menu