Жизнь на суперземле мог пригреть парниковый эффект

Наделавшая в прошлом году много шума многопланетная система звезды Gliese 581 продолжает притягивать внимание астрономов. Россыпь из шести планет вокруг красного карлика прогремела на весь научный мир в сентябре, когда калифорнийский ученый Стивен Вогт сообщил, что Gliese 581g -- первая потенциально пригодная для жизни планета. Ученые подсчитали, что она находится аккурат посередине так называемой обитаемой зоны, и вода на ее поверхности может пребывать в жидком состоянии.

Показалось

Правда, всего через две недели французские коллеги Вогта усомнились в существовании планеты, заявив, что американцы опрометчиво высосали ее существование из приборного шума. Однако история с обитаемой планетой взбудоражила научный мир, и «приятный осадок» у астрономов от системы Gliese 581 остался.

Большой брат

В работе, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal Letters, астрономы из французского института Лапласа показали, что понятие обитаемой зоны вполне условно, если мы не знаем толщину и состав планетной атмосферы. Робин Уордсворт (Robin Wordsworth) и Франсуа Форж (Franсois Forget) обратили внимание на более тяжелого собрата неудачно открытой планеты -- планету с буквенным обозначением d. Наличие этой планеты было достоверно доказано еще в 2007 году, однако находится она на самой дальней границе обитаемой зоны, поэтому в качестве пристанища жизни до последнего времени не рассматривалась.

На первый взгляд, пригреть жизнь у планеты d весьма мало шансов: она получает в три раза меньше тепла от своей звезды, чем Марс от Солнца. К тому же, ученые уверены, что планета навечно повернута к светилу одним боком. «В случае с Gliese 581d легко показать, что если у нее круговая орбита, приливное воздействие синхронизировало ее вращение всего за несколько миллионов лет, и на ней воцарились вечные день и ночь», -- рассказал Infox.ru Франсуа Форж.

Ночью по области дожди

Ученые смоделировали поведение атмосферы планеты, исходя из данных о ее массе, размере и удаленности от звезды. Компьютерная модель показала, что, каким бы ни был основной компонент атмосферы Gliese 581d (например, азот, как на Земле), первую скрипку в формировании климата играет парниковый эффект, создаваемый углекислым газом или водяным паром. К удивлению астрономов, в плотной атмосфере планеты в областях вечного дня и ночи не прекратилась циркуляция. Оказалось, что планета достаточно нагрета для того, чтобы на поверхности существовали океаны воды а из облаков выпадал дождь.

Важную роль в моделировании атмосферы сыграло Рэлеевское рассеяние, благодаря которому земляне видят небо голубым. Этот феномен ограничивает нагрев атмосферы солнечным светом, так как часть спектра отражается обратно в космос. В атмосферу Gliese 581d лучи проникают глубже, отдавая тепло, которое эффективно сохраняется благодаря парниковому эффекту. Трехмерная модель, вопреки ожиданиям ученых, показала, что тепло с дневной поверхности интенсивно распределяется по всей планете, предотвращая «атмосферный коллапс» на ночной стороне и в полярных широтах. По расчетам ученых, и в случае твердой поверхности, и при наличии океанов, средняя температура атмосферы не должна опускаться ниже нуля градусов по Цельсию.

«В отличие от большинства кеплеровских планет-кандидатов, Gliese 581d довольно похожа на Землю. Поэтому в будущем прямые спектральные наблюдения могут определить сценарий, подходящий для ее атмосферы», -- добавили авторы исследования.