Daha fazla dış gezegenin – şimdi 6.000’den fazla – keşfi, elbette, yaşam için yaşanabilir olup olmadıklarını bilmek istiyorlar. (En azından bildiğimiz gibi yaşam.) Ama yaşanabilirliği değerlendirmek zor bir iştir, çünkü bir dış gezegen hakkında bilgi az olabilir. Şimdi İngiltere’de araştırmacılar tarafından geliştirilen yeni bir metrik yardımcı olabilir.
Bir yıldızın etrafındaki yaşanabilir bölge, bir gezegenin küresel ortalama yüzey sıcaklığının yüzeyinde sıvı suya izin verdiği bölgedir. Güneş’in “Goldilocks bölgesi” yaklaşık 0.95 Au (astronomik birimler) ile 1.67 AU’ya.
Eğer Dünya güneşe sadece 7,5 milyon kilometre yakın olsaydı (%5) şimdi, Venüs gibi, suyu kaynatılmış gibi yaşanamazdı. Bunun nedeni, güneşin parlaklığının şimdi, her 150 milyon yılda bir yaklaşık% 1 artmasıdır; Bu değer zamanla artıyor ve artmaya devam edecek. Böylece, hem Venüs hem de daha yakın Dünya bir zamanlar su tutabilirdi, ancak güneşin parlaklığı arttıkça, su atmosfere ve sonra uzaya girdi.
Yeryüzünde, çok çeşitli değişen özelliklere sahip habitatlarda yaşam olabilir: sıcaklık, basınç, tuzluluk, pH ve hatta radyasyona maruz kalma.
Hayat, kara ve okyanus tabanının bir düzine kilometre veya daha fazla altında bulunmuştur. Tardigrades, boşluğun boşluğundan ve radyasyonunda bile hayatta kalabilir. Ancak genellikle, çok hücreli yaşam -20 ° C ile 122 ° C arasında orta sıcaklıkları tercih eder. Sadece son zamanlarda bilim adamları, Dünya genelinde ve ekstrasolar bir sistemdeki Dünya benzeri cisimler arasında yüzey yaşanabilirliğini tanımlamak için klimatolojik parametrelerin kombinasyonlarını kullanarak daha karmaşık modeller sunmuşlardır.
“Ancak,” diye yazıyor Londra Üniversitesi’nden dış gezegen klimatolog Hannah L. Woodward ve Gezegen Bilimleri Dergisi“Bu tanımların hiçbiri, yaşamın Dünya’ya mekansal olarak nasıl dağıldığı gözlemlendiğine karşı henüz doğrulanmamıştır.”
Bu nedenle, bilim adamları, küresel bir iklim modelini kullanarak yüzey yaşanabilirliğini neyin oluşturduğuna dair “daha nüanslı” bir anlayış sağlamak ve onu Dünya yüzeyinin uzak gözlemlerine uygulamak için yola çıktılar.
Uygun iyilik için farklı klimatolojik değişkenleri analiz ettiler: yüzey hava sıcaklığı, yağış, buharlaşma, deniz buzu konsantrasyonu, bir kuraklık indeksi ve kombinasyonları, mikrobiyal yaşam ve karmaşık yaşam için sınırları temsil eden iki sıcaklık aralığı. (Mikrobiyal yaşamın bir alt kümesi olan karmaşık yaşam, hayvanların yanı sıra bitkiler, mantarlar, algler vb. Gibi florayı içerir.
Dünya için ERA5 Global Aylık Reanaliz veri kümesini kullandılar. Reanaliz, fizik yasalarına uygun olarak tam bir klimatolojik değişken veri kümesi oluşturmak için eksik gözlemlenen verilerin ve model sonuçlarının birleştirilmesidir. Reanaliz verileri (burada) hem enlem hem de boylam için bir tarafta dörtte bir iki boyutlu bir yüzey ızgarası üzerinde gözlemlenir veya hesaplanır.
Mikrobiyal ömür -20 ° C ile 122 ° C arasında ve 0 ° C ile 50 ° C arasında karmaşık ömür olabilir. Mikrobiyal yaşam için daha geniş aralık, dünyada görülenleri yansıtırken, farklı yüzey basınçlarına sahip gezegenlerin 0-100 ° C dışındaki bir sıcaklık alanında sıvı suya sahip olabileceğini kabul eder.
Yaşam için su mevcudiyeti, yağışın buharlaşmadan daha büyük olmasını ve ayrıca sınırlı yaşam vakaları dışında yağışın dünya yılı başına 25 cm’den fazla olmasını gerektirir. Her iki koşul – sıcaklık veya su mevcudiyeti için – tatmin değilse, dış gezegenin yaşanabilirliği “sınırlı” olarak sınıflandırılır.
Özellikle grup, fotosenteze dünyadaki yüzey yaşamının bolluğu ve dağılımı için bir proxy olarak bağlı olan hayata baktı. Bitkiler, küresel biyokütlenin% 80’ini oluşturan dünyadaki baskın yaşam biçimidir. Diğer hayvanları tüketerek değil, inorganik maddelerden yiyecek yaratırlar. (Venüs Flytrap’a bağır.)
Ayrıca, çoğu fotosentetik yaşam, uzaktan algılama sistemlerinin küresel bir fotosentetik üretkenlik haritası üretmek için kullanabileceği benzersiz bir yansıma spektrumu üreten bir pigment kullanır. Son olarak, bilim adamları fotosentetik yaşamın gelişebileceği her yerde, diğer organik maddeyi (heterotrofik yaşam olarak adlandırılan) tüketen yaşamın da gelişebileceğini varsayarlar.
Grup, iklim modellerinin yüzey yaşanabilirliği metriklerini, uzak uydu verilerinin verdiği gibi modern dünyanın gözlemlenen yüzey yaşanabilirliği ile karşılaştırmak istedi.
İyi bir anlaşma, sadece uzaktan algılama verilerine erişimi olan dış gezegenlerin astronomik gözlemcilerinin, gezegenin kendisinin yaşanabilirliği hakkında makul tahminler yapmasına izin verecektir. Model, 2003-2018 için yeniden canlandırılmış iklim değişkenlerini kullanarak Dünya’nın yüzey yaşanabilirliğinin dağılımını hesapladı ve gözlemlerle karşılaştırdı.
25 ° C’den az (W25 etiketledikleri), baskıcı bir şekilde nemli bir ortam ve farklı deniz buzu fraksiyonu ve kurutma kombinasyonlarına sahip sıcak ve nemli çeşitli yüzey koşullarını düşündüler.
Yüzey hava sıcaklığı, kuraklık endeksi veya deniz buzu konsantrasyonu kullanılarak tanımlanan bir metriğin “gözlemlenen habitlenme modellerini yakalamak için yeterli olmadığını” yazdılar.
Yüzey sıcaklığı ve deniz buzu konsantrasyonunun kombinasyonu daha yüksek enlemlerde daha iyi oldu, “ancak gözlemlenen sınırlı yaşanabilirlik bölgelerinin yaşanabilir olarak daha düşük enlem bölgelerini yanlış olarak etiketleyebilir ve bu da kesirli yaşanabilirlikte fazla tahmin edildi.” Kuraklık endeksini kullanmak daha düşük enlemlerde daha iyi sonuçlar verdi, “ancak genel olarak zayıf öngörücü beceri sergileyin.”
Ancak, yüzey sıcaklığı, yağış ve buharlaşma kullanılarak tanımlanan W25 dünyasının yaşanabilirliği, “en çok gözlemlenen desenlerle hem niteliksel hem de nicel olarak,” buzsuz alan, su mevcudiyeti ve diğer sıcaklık ve nem kombinasyonları ile tanımlanan yüzey koşullarından daha iyi hizalanır.
Grup daha sonra yüzey sıcaklığı, yağış ve buharlaşmayı içeren bir metriğe dayanarak kendi yüzey yaşanabilirliği tanımlarını oluşturdu. Bu, gözlemlenen yaşanabilirlik kalıplarıyla en niteliksel ve nicel olarak hizalanmıştır. Aslında, bu metrik en iyi şekilde gerçekleştirildi, sırasıyla mikrobiyal ve karmaşık habitlenebilirlik için 0.67 ve 0.70 (0 ila 1 arasında bir ölçekte) doğrulukları (doğru ızgaraların oranı) gösterdi ve özellikle 0.77 ve 0.80 ilgili doğrulukları olan karada iyi performans gösterdi.
Yeni metriklerinin “, küresel atmosferik dolaşıma yakından bağlı olan GCMS (genel dolaşım modelleri) tarafından yaygın olarak çıktılara bağımlı olarak, modern dünyanın gözlemlenen yüzey yaşanabilirliğinin iyi bir temsilini sunduğu ve dış yüzeyler üzerindeki yüzey habitürlüğünün birinci dereceden bir yaklaşımını sağladığı sonucuna varıyorlar.”
Sadie Harley tarafından düzenlenen yazar David Appell tarafından sizin için yazılmış ve Robert Egan tarafından gerçekleştirilmiş ve gözden geçirilmiş olan bu makale dikkatli insan çalışmasının sonucudur. Bağımsız bilim gazeteciliğini canlı tutmak için sizin gibi okuyuculara güveniyoruz. Bu raporlama sizin için önemliyse, lütfen bir bağış (özellikle aylık) düşünün. Alacaksın reklamsız bir teşekkür olarak hesap.
