Przeskocz do treści

Delta mi!

Prosto z nieba

Czy na „przewróconej” planecie może istnieć życie?

Anna Durkalec

o artykule ...

  • Publikacja w Delcie: listopad 2020
  • Publikacja elektroniczna: 1 listopada 2020
  • Autor: Anna Durkalec
    Afiliacja: Narodowe Centrum Badań Jądrowych
  • Wersja do druku [application/pdf]: (254 KB)

Wyobraźmy sobie planetę będącą skrzyżowaniem Ziemi i Urana - odpowiednio nasłonecznioną (znajdującą się w tak zwanej ekosferze gwiazdy), z dużą ilością wody na powierzchni, ale o osi obrotu (linii łączącej północny i południowy biegun geograficzny) nachylonej pod kątem około |90○ względem prostej prostopadłej do płaszczyzny orbitalnej - tak jak nachylona jest oś obrotu Urana. Oczywiście taka planeta aktualnie nie istnieje w Układzie Słonecznym, ale naukowcy podejrzewają, że miliardy lat temu tak właśnie mógł wyglądać... Mars.

obrazek

Nachylenie osi obrotu względem prostej prostopadłej do płaszczyzny orbitalnej dla Ziemi to około |23X, natomiast dla Urana to aż |98X.

Nachylenie osi obrotu względem prostej prostopadłej do płaszczyzny orbitalnej dla Ziemi to około |23X, natomiast dla Urana to aż |98X.

Dzięki nachyleniu osi obrotu Ziemi do płaszczyzny orbitalnej na naszej planecie występują pory roku - gdy północny koniec osi Ziemi jest skierowany ku Słońcu, wówczas na półkuli północnej jest lato, w tym samym czasie na półkuli południowej jest zima (w drugiej połowie roku sytuacja jest odwrotna). Ale co by było, gdyby oś planety podobnej do Ziemi leżała w płaszczyźnie orbity? Czyli przez pół roku nasłoneczniony byłby jeden biegun, a przez kolejne pół roku drugi biegun planety. Czy nadawałaby się ona wtedy do zamieszkania?

Na to pytanie spróbowali odpowiedzieć naukowcy z Kalifornijskiego Instytutu Technicznego (Caltech). W tym celu wykorzystali Model Ogólnej Cyrkulacji (General Circulation Model, GCM) - numeryczną symulację komputerową opisującą klimat planety na podstawie równań mechaniki płynów oraz innych równań z zakresu fizyki i chemii opisujących procesy istotne z punktu widzenia zmian klimatu.

I tak, na planecie o dużym nachyleniu osi obrotu | ○ (> 55 ) bieguny otrzymają średnio więcej światła słonecznego niż równik (w przeciwieństwie do Ziemi). Spowoduje to silne nagrzewanie biegunów latem i ich szybkie ochłodzenie zimą. Na takiej planecie będziemy mieli więc do czynienia z gwałtownymi zmianami temperatur pomiędzy porami roku. Dla przykładu, na planecie przechylonej o więcej niż  ○ |85 umiarkowane szerokości geograficzne będą nagrzewały się (i ochładzały) średnio o około 20 ○ C bardziej niż ma to miejsce na Ziemi. Oznacza to, że w lipcu w Polsce mielibyśmy do czynienia z przyjemnymi temperaturami rzędu | ○ 50 C, a w grudniu z przymrozkami rzędu  ○ |− 40 C.

Jest jeszcze jedna rzecz, do której musielibyśmy się przyzwyczaić w Polsce - sezony monsunowe. Naukowcy zauważyli, że w miarę zwiększania się nachylenia osi obrotu planety obszary równikowe zamieniają się w pustynie, a klimat wyższych szerokości geograficznych staje się coraz bardziej wilgotny. Oznacza to ekstremalnie intensywne i długotrwałe opady deszczu występujące jednocześnie na całej półkuli planety.

Czy planeta o dużym nachyleniu osi obrotu nadawałaby się więc do życia? Okazuje się, że tak. Symulacje klimatu takiej planety pokazują, że mimo ekstremalnie długich dni i nocy polarnych, globalnych pór monsunowych i gwałtownych zmian temperatur niektóre jej regiony mogłyby nadawać się do zamieszkania przez ludzi. Po prostu występowałyby w innych obszarach geograficznych niż obecnie na Ziemi. Jest to bardzo dobra informacja dla astronomów poszukujących nowych planet pozasłonecznych - skrajnie przechylone planety orbitujące wewnątrz ekosfery rodzimej gwiazdy możemy uznać za te, na których potencjalnie mogło rozwinąć się życie.