Новое исследование изучает климат экзопланет
Ученые из Флоридского технологического института вдохновились циклами Миланковича, и решили изучить, как повторяющиеся орбитальные движения могут влиять на климат экзопланет.
В исследовании, проведенном экзопланетологом Говардом Ченом и учеными из Технологического института Джорджии, Университета Торонто и Центра космических полетов имени Годдарда, рассматривается вращение планет, связанное с циклами Миланковича. Исследователи наблюдали системы, в которых планеты расположены близко друг к другу. Оказалось, что планеты влияют на скорость вращения друг друга, и эта скорость может резко меняться с течением времени.
Чен смоделировал системы для изучения семи планет в системе TRAPPIST-1. Ученые считают, что эта работа может оказать серьезное влияние на изучение экзопланет.
За миллионы лет средний климат Земли изменился. С геологической точки зрения изменение происходит медленно из-за тонких, но устойчивых воздействий на орбиту Земли Луны, других планет и Солнца. По мере изменения орбиты, что приводит к изменению климата, прецессия (направление оси вращения Земли), эксцентриситет (форма земной орбиты) и наклон (угол наклона земной оси относительно плоскости орбиты Земли) также изменяются. Вот к чему обращены циклы Миланковича.
Орбитальный эффект, который планеты могут оказывать на вращение друг друга, еще более драматичен для планет, находящихся дальше от звезды-родителя, из-за меньшей силы приливного рассеяния. Исследование показало, что нагревать планеты на внешнем краю сложно из-за большей степени миграции по субзвездной долготе и повышенного гистерезиса климата. Поскольку этот дрейф происходит в масштабах десятилетия, он позволяет формировать новый лед, который увеличивает альбедо поверхности планеты, что затрудняет последующую дегляциацию за счет звездного нагрева.
Не все планетные системы будут отражать это влияние. По словам Чена, для того, чтобы планеты влияли на скорость вращения, необходимы определенные характеристики. Система должна быть компактной и многопланетной. Планеты должны быть определенного размера и массы, потому что менее массивные планеты не будут влиять на скорость вращения других планет.
Чен обнаружил, что планеты на внешнем краю обитаемой зоны компактных многопланетных систем могут иметь совершенно иной климат, чем тот, который был обнаружен во время предыдущих исследований.
Основываясь на их моделировании, Чен также выяснил, что вращение может быть совсем другим, если учитывать более реалистичные взаимодействия между планетами.
«Что мы можем проверить, так это климатические прогнозы, химический состав поверхности планеты», — сказал он. – «Мы можем посмотреть на тепловое излучение, а затем увидеть температуру и особенности поверхности этих планет. Это то, что мы нашли? Если это так, то наша модель верна».
