ผลกระทบของเรือนกระจกสามารถขยายเขตที่อยู่อาศัยในระบบสุริยะต่างด้าวได้

โซนที่อยู่อาศัยสำหรับดาวประเภทต่างๆ ระบบสุริยะของเราใช้สำหรับการเปรียบเทียบ

โซนที่อยู่อาศัยสำหรับดาวประเภทต่างๆ ระบบสุริยะของเราใช้สำหรับการเปรียบเทียบ (เครดิตรูปภาพ: นิตยสาร Astrobiology)





บริเวณที่ห่างไกลจากดาวเสาร์นั้นเย็นเกินไปสำหรับน้ำที่เป็นของเหลว ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับชีวิตอย่างที่เราทราบ แต่งานวิจัยใหม่ระบุว่าดาวเคราะห์หินที่อยู่ห่างไกลจากดาวฤกษ์แม่ของพวกมันสามารถสร้างความร้อนได้มากพอที่จะทำให้น้ำไหลได้ ถ้าชั้นบรรยากาศของพวกมันประกอบด้วยไฮโดรเจนเป็นหลัก

ดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์จะได้รับประโยชน์จากแสงและความร้อน ในขณะที่ดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลออกไปจะต้องทนต่ออุณหภูมิที่เย็นกว่า แต่งานวิจัยชิ้นใหม่ระบุว่าดาวเคราะห์ที่มีชั้นบรรยากาศที่อุดมด้วยไฮโดรเจนสามารถบรรจุของเหลวไว้ที่ผิวของพวกมันได้ แม้กระทั่งระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ถึง 15 เท่า

ด้วยบรรยากาศไฮโดรเจน ภาวะโลกร้อน ดาวเคราะห์เหล่านี้สามารถสัมผัสได้เพียงพอที่จะให้น้ำของเหลวบนพื้นผิวของมัน แม้จะโคจรอยู่ไกล

บริเวณรอบดาวฤกษ์ซึ่งน้ำสามารถเป็นของเหลวมากกว่าน้ำแข็งเรียกว่าเขตเอื้ออาศัยได้ บางครั้งเรียกว่า ' โซนโกลดิล็อคส์ 'ถูกต้องแล้ว - ไม่ร้อนเกินไป (เพื่อให้น้ำไม่ระเหย) และไม่เย็นเกินไป (เพื่อไม่ให้กลายเป็นน้ำแข็ง)

โดยปกติ ระยะทางที่คำนวณจะพิจารณาวัตถุที่เป็นหินซึ่งมีชั้นบรรยากาศประกอบด้วยน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกชนิดเดียวกับที่พบในโลก

'นี่คือดาวเคราะห์ประเภทที่เรารู้จักคือ อยู่อาศัยได้ ' Raymond Pierrehumbert จาก University of Chicago ผู้เขียนนำในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ใน Astrophysical Journal Letters อธิบาย

แม้ว่าชีวิตจะสามารถดำรงอยู่ได้ในหลายสถานที่ทั่วทั้งจักรวาล แต่เรารู้เพียงสถานที่เดียวที่สิ่งมีชีวิตก่อตัวขึ้นอย่างแน่นอน - โลก ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงพบว่าตัวเองกำลังค้นหาดาวเคราะห์ดวงอื่นที่คล้ายคลึงกันโดยหวังว่าจะพบชีวิตที่อื่น [ 5 ข้ออ้างที่เป็นตัวหนาของชีวิตมนุษย์ต่างดาว ]

ขนาดของ เขตที่อยู่อาศัยของระบบสุริยะ แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของดาว สำหรับดาวฤกษ์ที่ร้อนและสว่างกว่า พื้นที่จะขยายออกไปในอวกาศ ในขณะที่ขอบด้านในต้องไม่ใกล้กับดาวมากเกินไป

เขตเอื้ออาศัยได้สำหรับดาวฤกษ์ประเภท G เช่น ดวงอาทิตย์ อยู่ระหว่าง 0.95 ถึง 1.4 AU (หนึ่ง AU หรือหน่วยดาราศาสตร์คือระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์) เห็นได้ชัดว่าโลกอยู่ในบริเวณนั้น สำหรับดาวประเภท M ที่มีขนาดเล็กกว่าและหรี่แสงได้ โซนที่เอื้ออาศัยได้นั้นอยู่ใกล้กว่า ระหว่าง 0.08 ถึง 0.12 AU

แต่จากการวิจัยของปิแอร์ฮัมเบิร์ต ดาวเคราะห์หินที่มีชั้นบรรยากาศไฮโดรเจนอาจมีโซนที่เอื้ออาศัยได้ซึ่งขยายออกไปถึง 1.5 AU สำหรับ M-star และ 15 AU สำหรับ G-star

ซึ่งหมายความว่าสำหรับดาวฤกษ์ที่คล้ายกับดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์หินที่อยู่ห่างไกลจากดาวเสาร์อาจมีมหาสมุทรเป็นน้ำ

Travis Barman จากหอดูดาวโลเวลล์กล่าวว่าอาจมี สถานการณ์ที่คล้ายกันมากมาย ของดาวเคราะห์ที่ไม่ได้เลียนแบบโลก แต่ยังคงอาศัยอยู่ได้ Barman ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการวิจัยใหม่ ได้ทำการวิจัยอย่างละเอียดเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบ

Barman พูดถึงงานวิจัยชิ้นใหม่นี้ว่า 'มันทำให้ความคิดของเรากว้างขึ้นเกี่ยวกับเขตที่อยู่อาศัย อย่างน้อยก็ในแง่ของชีวิตขั้นพื้นฐาน… งานดังกล่าวเป็นไปอย่างทันท่วงที เนื่องจากการค้นหาดาวเคราะห์ภาคพื้นดินที่อาจเอื้ออาศัยได้กำลังเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ'

ทีมของ Pierrehumbert ต้องค้นหา 'โซน Goldilocks' สำหรับดาวเคราะห์ที่อุดมด้วยไฮโดรเจนซึ่งโคจรรอบดาวฤกษ์ประเภทต่างๆ หากดาวเคราะห์ดวงนั้นอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์แม่มากเกินไป พลังงานดาวฤกษ์อาจทำลายชั้นบรรยากาศไฮโดรเจนได้ แต่ระยะห่างที่มากขึ้นก็ลดโอกาสที่น้ำของเหลวบนผิวโลกจะลดลง



ปิแอร์ฮัมเบิร์ตกล่าวว่า 'น่ายินดี ที่ดูเหมือนว่าจะมีพื้นที่ใกล้พอที่จะให้น้ำของเหลวได้ แต่ไม่ใกล้จนทำให้ชั้นบรรยากาศหายไป' ปิแอร์ฮัมเบิร์ตกล่าว

นอกจากนี้ การก่อตัวของบรรยากาศดังกล่าวไม่ได้หมายความว่าบรรยากาศดังกล่าวจะอยู่ได้นานพอที่ชีวิตจะพัฒนาได้

Pierrehumbert ชี้ให้เห็นว่ากิจกรรมการแปรสัณฐานเช่นภูเขาไฟหรือแผ่นดินไหวสามารถปล่อยคาร์บอนมอนอกไซด์ทำให้ไฮโดรเจนกลายเป็นมีเทน

ในเวลาเดียวกัน จุลินทรีย์สามารถกินไฮโดรเจน ทำลายบรรยากาศที่สนับสนุนพวกมัน

'การทำให้ทั้งระบบทำงานได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับ M-star นั้นค่อนข้างยุ่งยาก' เขากล่าว 'คุณอาจมีดาวเคราะห์ที่อาศัยอยู่ที่ล้มเหลวอยู่เป็นจำนวนมาก เพราะพวกเขาไม่พบกระบวนการที่ยั่งยืน'

เรื่องนี้จัดทำโดย นิตยสารโหราศาสตร์ สิ่งพิมพ์บนเว็บที่สนับสนุนโดย NASA โปรแกรมโหราศาสตร์ .