211service.com
Eerste wind- en temperatuurkaarten van Exo-aarde
Slechts een paar weken geleden kondigden Steven Vogt van de Universiteit van Californië, Santa Cruz, en een paar vrienden de ontdekking aan van een planeet in de bewoonbare zone rond Gliese 581, een rode dwergster op ongeveer 20 lichtjaar van hier in het sterrenbeeld Weegschaal . Dat is bijna naast de deur - Gliese 581 is onze 87e naaste buur.
Deze planeet, Gliese 581g, is ongeveer drie keer de massa van de aarde en draait elke 37 dagen om zijn ster op een afstand van ongeveer 15 miljoen kilometer. Dat is misschien dichter bij onze zon dan Mercurius, maar omdat Gliese een dwergster is, staat hij daarmee pal in het midden van het gebied waar water vloeibaar zou moeten zijn - de zogenaamde bewoonbare zone.
Dus één vraag rijst natuurlijk: hoe is het op Gliese 581g? Vandaag geven Vogt en zijn maat Kevin Heng van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie Zürich ons het antwoord door de atmosfeer te simuleren met exact hetzelfde oceaan- en atmosferische modelleringspakket dat veel groepen gebruiken om het klimaat van de aarde 1.0 te simuleren
Vogt en Heng maken duidelijk dat er strenge grenzen zijn aan het soort model dat je kunt bouwen, aangezien we zo weinig weten over Gliese 581g. We zijn vooral geïnteresseerd in de lange termijn, quasi-stabiele, grootschalige circulatiepatronen – het klimaat – in tegenstelling tot de korte termijn variaties in de tijd (het weer), zeggen ze.
Dus wat kun je zeggen over deze exo-aarde die het model beperkt? Ten eerste is het vrijwel zeker getijde-locked, zoals onze maan. Planetaire vormingsmodellen suggereren dat planeten ter grootte van de aarde die zich dicht bij sterren vormen die veel kleiner zijn dan de onze, vrijwel zeker getijde-locked worden met een miljard jaar of zo van vorming.
Dat betekent dat de planeet één keer draait elke keer dat hij om zijn zon draait, zodat dezelfde helft altijd naar de zon is gericht. Het is duidelijk dat dat een aanzienlijke impact zal hebben op het klimaat van elke planeet.
Het model houdt ook rekening met factoren zoals de geometrie van de planeet (bolvormig!) en de effecten van stellaire straling. Vogt en Heng gaan uit van een oppervlaktedruk van 1 bar en gaan ervan uit dat verschillende andere factoren die in het model moeten worden aangesloten, zijn zoals ze op aarde zijn.
Maar Vogt en Heng hebben ervoor gekozen om geen rekening te houden met factoren als stralingsoverdracht en atmosferische chemie. Dat zou puur giswerk zijn totdat er meer bekend is over dit lichaam.
Het eindresultaat is dat het model effectief laat zien wat er zou gebeuren als de aarde zou worden opgeschaald tot de grootte van Gliese 581g en getijde zou worden vergrendeld.
Zelfs met zo'n eenvoudig model produceren Vogt en Heng een paar interessante kaarten. De zonale windpatronen worden hierboven weergegeven en de temperatuur hieronder.
Natuurlijk zit er een kleine vlieg in deze exoplaneetzalf. Een paar weken geleden kondigden andere astronomen aan dat ze de waarnemingen van Gliese 581 opnieuw hadden onderzocht en geen teken van Vogts exo-aarde hadden gevonden. Misschien is het hele ding een artefact in de gegevens.
Hoe het ook zij, de kaarten bieden een interessant inzicht in het soort wetenschap dat kan en zal worden gedaan wanneer de ontdekking van een exo-aarde eindelijk wordt bevestigd (wat rond mei volgend jaar zou moeten zijn als de huidige trend iets is om te gaan door, zoals we hier hebben besproken.)
Zoals Vogt en Heng het stelden: Onafhankelijk van het feit of het bestaan van Gliese 581g is bevestigd, anticipeert ons onderzoek op het gebruik van meteorologische oplossers om de atmosferische circulatie op potentieel bewoonbare exoplaneten ter grootte van de aarde te kwantificeren.
Zie dit dus als een soort droogloop.
Referentie: arxiv.org/abs/1010.4719 : Gliese 581g als een opgeschaalde versie van de aarde: simulaties van atmosferische circulatie