Tilstedeværelsen af ​​luftbåret støv kan betyde øget beboelighed af fjerne planeter

Forskere har udvidet vores forståelse af potentielt beboelige planeter, der kredser om fjerne stjerner ved at inkludere en kritisk klimakomponent - tilstedeværelsen af ​​luftbåret støv.

Forskerne antyder, at planeter med betydeligt luftbåren støv - svarende til verden portrætteret i den klassiske sci-fi Dune - kan være beboelige over et større område af afstande fra deres moderstjerne, øger derfor vinduet for planeter, der er i stand til at opretholde liv.

Holdet fra University of Exeter, Met Office og University of East Anglia (UEA) isolerede tre primære påvirkninger af støv.

Planeter, der kredser tæt på stjerner, der er mindre og køligere end Solen, såkaldte M-dværge, vil sandsynligvis eksistere i synkroniserede rotations-kredsløbstilstande, resulterer i permanente dag- og natsider.

Forskerne fandt ud af, at støv afkøler den varmere dagside, men også varmer natsiden, effektivt at udvide planetens 'beboelige zone', rækkevidden af ​​afstande fra stjernen, hvor overfladevand kunne eksistere. Påvisning og karakterisering af potentielt beboelige fjerne planeter er i øjeblikket mest effektiv for disse typer af verdener.

Resultaterne, offentliggjort i dag i Naturkommunikation , viser også, at for planeter generelt, afkøling med luftbåren støv kan spille en væsentlig rolle i den inderste kant af denne beboelige zone, hvor det bliver så varmt, at planeter kan miste deres overfladevand og blive beboelige - i et scenario, der menes at have fundet sted på Venus.

Efterhånden som vand går tabt fra planeten, og dens oceaner skrumper, mængden af ​​støv i atmosfæren kan stige og, som resultat, køle planeten ned. Denne proces er en såkaldt negativ klimafeedback, at udsætte planetens tab af sit vand.

Afgørende, forskningen tyder også på, at tilstedeværelsen af ​​støv skal tages i betragtning i søgningen efter vigtige biomarkører, der indikerer liv – såsom tilstedeværelsen af ​​metan – da det kan skjule deres signaturer som observeret af astronomer.

Eksperterne foreslår, at disse resultater betyder, at exoplaneter skal overvejes meget nøje, før de potentielt afvises i søgen efter beboelige fjerne verdener.

Dr. Ian Boutle, hovedforfatter af undersøgelsen og i fællesskab fra Met Office og University of Exeter sagde:"På Jorden og Mars, støvstorme har både kølende og opvarmende effekter på overfladen, hvor den kølende effekt typisk vinder frem. Men disse 'synkroniserede kredsløb'-planeter er meget forskellige. Her, de mørke sider af disse planeter er i evig nat, og den opvarmende effekt vinder frem, hvorimod om dagen, køleeffekten vinder frem. Effekten er at moderere ekstreme temperaturer, dermed gøre planeten mere beboelig."

Tilstedeværelsen af ​​mineralstøv er kendt for at spille en væsentlig rolle i klimaet, både regionalt som findes på Jorden og globalt, som oplevet på Mars.

Forskerholdet udførte en række simuleringer af terrestriske eller jordiske exoplaneter, ved hjælp af state-of-the-art klimamodeller, og viste for første gang, at naturligt forekommende mineralstøv vil have en væsentlig indflydelse på, om exoplaneter kan understøtte liv.

Prof Manoj Joshi fra UEA sagde, at denne undersøgelse igen viser, hvordan muligheden for, at exoplaneter understøtter liv, ikke kun afhænger af stjernestrålingen – eller mængden af ​​lysenergi fra den nærmeste stjerne – men også af planetens atmosfæriske sammensætning. "Støv i luften er noget, der kan holde planeter beboelige, men slører også vores evne til at finde tegn på liv på disse planeter. Disse effekter skal overvejes i fremtidig forskning."

Forskningsprojektet omfattede en del af et bachelorprojekt af Duncan Lyster, der står på avisens forfatterliste. Duncan, som nu driver sin egen virksomhed, der laver surfbrætter, tilføjede:"Det er spændende at se resultaterne af den praktiske forskning i mit sidste studieår give pote. Jeg arbejdede på et fascinerende exoplanetatmosfære-simuleringsprojekt, og var så heldig at være en del af en gruppe, der kunne tage det videre til niveauet for forskning i verdensklasse."

Bestræbelsen på at identificere beboelige planeter langt ud over vores solsystem er en integreret del af nuværende og fremtidige rummissioner, mange fokuserede på at besvare spørgsmålet om, hvorvidt vi er alene.

Nathan Mayne, fra University of Exeter, som sammen med en medforfatter var i stand til at arbejde på dette projekt takket være finansiering fra Science and Technology Facilities Council (STFC) tilføjede:"Forskning som denne er kun mulig ved at krydse discipliner og kombinere den fremragende forståelse og teknikker, der er udviklet til at studere vores egen planets klima, med banebrydende astrofysik.

"At være i stand til at involvere fysikstuderende i dette, og andre projekter, giver også en glimrende mulighed for dem, der studerer hos os, til direkte at udvikle de nødvendige færdigheder i sådanne tekniske og samarbejdsprojekter."