211service.com
Första vind- och temperaturkartor över Exo-jorden
För bara några veckor sedan tillkännagav Steven Vogt vid University of California, Santa Cruz, och några kompisar upptäckten av en planet i den beboeliga zonen runt Gliese 581, en röd dvärgstjärna cirka 20 ljusår härifrån i konstellationen Vågen . Det är nästan nästa dörr – Gliese 581 är vår 87:e närmaste granne.
Denna planet, Gliese 581g, är cirka tre gånger jordens massa och kretsar runt sin stjärna var 37:e dag på ett avstånd av cirka 15 miljoner kilometer. Det kan vara närmare än Merkurius är vår sol, men eftersom Gliese är en dvärgstjärna, placerar det den i mitten av den region där vattnet borde vara flytande - den så kallade beboeliga zonen.
Så en fråga uppstår naturligtvis: hur är det på Gliese 581g? Idag ger Vogt och hans kompis Kevin Heng vid The Swiss Federal Institute of Technology Zürich svaret genom att simulera atmosfären med exakt samma hav och atmosfäriska modelleringspaket som många grupper använder för att simulera Earth 1.0:s klimat
Vogt och Heng klargör att det finns allvarliga gränser för vilken typ av modell du kan bygga, med tanke på att vi vet så lite om Gliese 581g. Vi är främst intresserade av de långsiktiga, kvasistabila, storskaliga cirkulationsmönstren – klimatet – i motsats till de kortsiktiga tidsvariationerna (vädret), säger de.
Så vad kan du säga om denna exo-jord som begränsar modellen? För det första är den nästan säkert tidvattenlåst, som vår måne. Planetbildningsmodeller tyder på att planeter i jordstorlek som bildas nära stjärnor som är mycket mindre än våra, nästan säkert blir tidvattenlåsta med en miljard år eller så att bildas.
Det betyder att planeten roterar en gång varje gång den kretsar runt sin sol, vilket säkerställer att samma halva alltid är vänd mot solen. Det är klart att det kommer att ha en betydande inverkan på alla planets klimat.
Modellen tar också hänsyn till faktorer som planetens geometri (sfärisk!) och effekterna av stjärnstrålning. Vogt och Heng antar ett yttryck på 1 bar och antar att olika andra faktorer som måste kopplas in i modellen är som de är på jorden.
Men Vogt och Heng har valt att inte ta hänsyn till faktorer som strålningsöverföring och atmosfärisk kemi. Det skulle vara ren gissning tills mer är känt om den här kroppen.
Slutresultatet är att modellen effektivt visar vad som skulle hända om jorden skalas upp till Gliese 581gs storlek och tidvattenlåst.
Även med en så enkel modell producerar Vogt och Heng några intressanta kartor. Zonvindmönstren visas ovan och temperaturen nedan.
Naturligtvis finns det en liten fluga i denna exoplanetsalva. För ett par veckor sedan meddelade andra astronomer att de hade granskat observationerna från Gliese 581 igen och inte hittat några tecken på Vogts exo-jord. Kanske är det hela en artefakt i datan.
Hur som helst ger kartorna en intressant inblick i vilken typ av vetenskap som kan och kommer att göras när upptäckten av en exo-jord äntligen bekräftas (vilket borde vara runt maj nästa år om den nuvarande trenden är något att gå på av, som vi diskuterade här .)
Som Vogt och Heng uttryckte det: Oberoende av om existensen av Gliese 581g är bekräftad, förutser vår studie användningen av meteorologiska lösare för att kvantifiera atmosfärens cirkulation på potentiellt beboeliga exoplaneter i jordens storlek.
Så se det här som ett slags torrkörning.
Ref: arxiv.org/abs/1010.4719 : Gliese 581g som en uppskalad version av jorden: Atmosfäriska cirkulationssimuleringar