Nesta fase inicial na busca de vida extraterrestre no nosso sistema solar e mais além, a ênfase é sobre a água líquida. Onde pode existir em um planeta de superfície ou da Lua, de modo que o pensamento vai, a vida como a conhecemos tem uma chance. Grande parte do trabalho observacional e teórica em astrobiologia, portanto, diz respeito à "zona habitável", a banda orbital em torno de estrelas, onde a água de um mundo rochoso nem congela longe nem ferve.
Em uma nova contribuição para esse esforço, um estudo recente analisou um influenciador pouco explorado na capacidade de água permanecem no estado líquido na superfície de um mundo: a pressão atmosférica.
"A pressão atmosférica afeta a faixa de temperatura de água líquida que é comumente usado para definir a habitabilidade planetária", disse Giovanni Vladilo do Observatório Astronómico de Trieste, na Itália e autor principal do artigo publicado no Astrophysical Journal.
"Então, se você deseja estimar habitabilidade, você deve ter explicitamente em conta a pressão em seu problema."
Na Terra, o espaço que nos rodeia está repleto de moléculas de ar que pesam coletivamente em nossos corpos. Embora você não pode sentir isso, pressiona atmosfera da Terra para baixo com a força de um quilograma por centímetro quadrado, ou 14,7 libras por polegada quadrada. Essa pressão funciona a cerca de uma tonelada por metro quadrado. Nossa biologia terrestre evoluiu para operar nesta pressão, que, embora surpreendente sonoridade, empalidece quando comparado com os corpos de criaturas subaquáticas no mar profundo que pode suportar dezenas de toneladas por metro quadrado.
| A pressão atmosférica tem um impacto sobre o ponto de ebulição da água quando ele faz a transição de um líquido a um gás. Como quem já cozinhados a altas altitudes tem experientes, a água ferve a uma temperatura não inferior aos típicos de 100 graus Celsius (212 graus Fahrenheit). O motivo: a pressão atmosférica é menor em altas altitudes do que ao nível do mar, não é simplesmente menos atmosfera pressionando para baixo o mais alto você subir nas montanhas. Menor pressão é por isso que leva alguns minutos a mais para fazer a massa em mile-high Denver do que abaixo do nível do mar New Orleans, a massa tem que mergulhar e amolecer na água mais tempo para tornar-se al dente em Denver, porque a água está fervendo no uma temperatura ligeiramente inferior. |
"Temperatura é um indicador da velocidade de movimentos moleculares.
O ponto de ebulição ocorre quando movimentos moleculares são suficientemente rápido para permitir que a maioria das moléculas de fugir um do outro ", e, assim, transformar-se em gás, disse ele." Pressão mantém moléculas apertado, por isso quanto maior a pressão, mais rápido as moléculas devem mover-que é, quanto maior a temperatura, deve ser por evaporação ocorrer "Vladilo explicado porque a pressão não tem esse efeito.
A atmosfera da Terra visto de lado. Crédito: NASA
Tal como a Terra, mais ou menos uma atmosfera
No novo papel do Vladilo, ele e seus colegas modelado um planeta como a Terra em tamanho e composição atmosférica. Eles correram mais de 4.000 simulações de computador que variaram pressão atmosférica o modelo do planeta a partir de um centésimo a seis vezes a pressão atmosférica da Terra.
Os pesquisadores também variou distância orbital do planeta virtual de sua estrela semelhante ao Sol a partir de cerca de dois terços da distância Terra-Sol a cerca de um terço adicional. Para ter uma noção desses parâmetros orbitais, a primeira é um pouco mais apertado do que Vênus eo último, mais de metade da distância até Marte.
O modelo dos pesquisadores estimaram a habitabilidade global destes exoplanetas semelhantes à Terra, através da medição do grau de latitudes do planeta que poderia possuir água de superfície líquida.
Através de sua modelagem, Vladilo e seus colegas viram que a zona habitável ampliado em largura como a pressão atmosférica aumentou. Em um décimo da pressão atmosférica da Terra, o limite exterior da zona habitável chegou a apenas dois por cento mais longe do que a Terra, e não um monte de espaço de manobra para uma de baixa pressão, mundo parecido com a Terra, em outras palavras, quando se trata de habitabilidade . Mas, como a pressão atmosférica aumentou para três vezes o da Terra, a zona habitável se estendia a mais de 18 por cento.
Para o mesmo intervalo de pressão, de baixo para alto, o bordo interior da zona habitável variou de 87 por cento da distância Terra-Sol a 77 por cento. Neste modelo, para um planeta com a pressão atmosférica da Terra, nebulosidade e umidade, a borda interna da zona habitável é bem no meio dessa gama, em 82 por cento da distância Terra-Sol.
Os resultados indicam que apenas um exoplaneta parecido com a Terra em todos os outros aspectos, mas com uma pressão atmosférica superior poderia ser considerado habitável cerca de cinco por cento mais perto de sua estrela tipo-Sol. Inversamente, uma terra de baixa pressão não seria considerada, a menos que habitável colocado numa órbita de cinco por cento mais longe do que uma pressão padrão de terra.
O movimento de calor
Um fator principal por trás da faixa orbital expandido de habitabilidade a pressões mais elevadas é que maiores ambientes de pressão são mais densos. Atmosferas mais densas, por sua vez, o transporte de calor melhor do que atmosferas finas, e promover um "efeito de estufa" mais forte, segundo o qual os gases atmosféricos absorver o calor.
Para exoplanetas mais distantes de sua estrela do que a Terra está do nosso sol, e, portanto, recebem menos luz solar, uma atmosfera de alta pressão retém o calor melhor e distribui o maior carinho recebido no equador.
Zonas polares que, caso contrário, em vez congelar reter água líquida. Um planeta de alta pressão pode ficar mais quente a distâncias maiores de sua estrela em conformidade.
Com relação aos mundos de baixa pressão - que remete para a massa cozinhar analogia - a água ferve a temperaturas mais baixas do que ele faz em mundos superiores à pressão atmosférica. Em um cenário de baixa pressão, um mundo mais próximo de sua estrela do que a Terra que poderiam ser amplamente habitável com a pressão atmosférica da Terra teria o seu ferver a água fora.
Para aproximar-nos exoplanets com uma elevada pressão atmosférica, no entanto, as zonas equatoriais queimaduras do sol não iria aquecer a um nível de ebulição tão prontamente como numa situação normal ou de baixa pressão, e assim ainda pode ser habitável.
O que poderia viver lá
Além dessas conclusões gerais, o modelo dos pesquisadores oferece insights interessantes. Por exemplo, grande parte do ganho de capacidade de sobrevivência no lado mais próximo-to-the-star da zona habitável para mundos de alta pressão é para os organismos que, pelo menos para os nossos padrões terrestres, são extremos.
As temperaturas globais sobre esses mundos interior de ponta feito habitável por suas altas pressões atmosféricas seria alto demais para as formas de vida complexas, como a nós mesmos. Chamados termófilos, no entanto - bactérias que sobrevivem a temperaturas de mais de 45 graus Celsius (113 graus Fahrenheit) ou menos e em até temperaturas consideravelmente mais altas - pode encontrar esses mundos calor malditos bastante confortável.
No geral, a zona habitável para criaturas como nós que requerem temperaturas relativamente moderadas realmente se move para fora um pouco de uma estrela semelhante ao Sol em situações de alta pressão.
A pressão atmosférica também podem ter um efeito profundo sobre a biodiversidade. Comparado a mundos de baixa pressão, exoplanetas pressão alta atmosfera teria temperaturas bastante uniformes globais de superfície, mais uma vez devido à transferência eficiente de calor entre as suas latitudes. Estes planetas heavy-atmosfera pode hospedar uma gama bastante estreita de formas de vida, uma vez que todos serão adaptados para o mesmo regime de temperatura slim.
Planetas com pressões atmosféricas mais baixas do que a Terra, porém, teria temperaturas ainda mais variado do que o nosso planeta. Essas moradas pode, então, fornecer uma gama ainda maior de habitats do que o nosso mundo, com organismos exoticamente adaptados às suas bandas bem mais intensamente variou polar-temperado-tropicais.
Ambientes de onde?
Por enquanto, a pesquisa sobre a "zona habitável pressão-dependente" é algo puramente acadêmico, uma vez que a pressão atmosférica não é uma propriedade de exoplanetas que ainda pode medir. Mas Vladilo acredita que o trabalho com os planetas várias vezes maiores que a Terra, apelidado de super-Terras, poderia ser o lugar onde as idéias de pressão atmosférica é o primeiro capaz de ser aplicada.
"No momento, as observações são capazes de determinar apenas algumas propriedades de atmosferas planetárias, como a sua composição química e, principalmente, para planetas gigantes ao invés das terrestres", disse Vladilo.
"No entanto, estou confiante de que os avanços tecnológicos nos permitirá caracterizar, em alguma medida, as atmosferas de super-Terras, que são candidatos razoáveis para estudos de habitabilidade planetária. Se vamos ser capazes de estimar alguns parâmetros básicos planeta com as observações , tais como o albedo planetário [a quantidade de luz reflectida pela superfície] e fluxo infravermelho [a quantidade de luz infravermelha emitida], então os modelos será suficientemente restringida para obter uma estimativa razoável de pressão à superfície do planeta. "
Uma questão importante para avaliar exoplanetários pressões atmosféricas é o facto de a formação de atmosferas e as densidades que se desenvolvem não é bem compreendida. Lua de Saturno, Titã, por exemplo, tem uma atmosfera espessa com uma pressão de cerca de 50 por cento maior do que a da Terra. No entanto, corpos similares no sistema solar exterior, como as luas de Júpiter, Ganimedes e Calisto, agarrar-se a envelopes só muito tênues de gás.
"É vergonhoso que temos quase nenhuma idéia de atmosferas e de onde eles vêm", disse Sara Seager, professora de ciência e física planetária no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, que não esteve envolvido no novo estudo. "É uma daquelas coisas que podemos esperar e esperar para aprender."
MessageToEagle.com via Astrobio.net
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