För Goldilocks, gröt måste vara inte för varmt och inte för kallt ... rätt temperatur var allt hon behövde.
För att en jordliknande planet kan hysa liv, eller flercelligt liv, är visserligen temperaturen viktig, men vad annat är viktigt? Och vad gör temperaturen på en exo-jorden "precis rätt"?
En del nyligen genomförda studier har kommit fram till att det kan vara förvånansvärt svårt att besvara dessa frågor, och att några av svaren är förvånande nyfikna.
Tänk på lutningen av en exo-jordens axel, dess snedighet.
I "Rare Earth" -hypotesen är detta ett Goldilocks-kriterium; såvida inte lutningen hålls stabil (av en måne som vår måne), och i en "precis rätt" vinkel, kommer klimat att svänga för vilt för att det kan bildas flercelliga liv: för många snöbollsjord (hela världen täckt av snö och is med en förbättrad albedo-effekt), eller för stor risk för ett språngväxthus.
"Vi finner att planeter med små havsfraktioner eller polära kontinenter kan uppleva mycket allvarliga säsongsbetingade klimatvariationer," skriver Columbia Spiegel, Columbia University *, och sammanfattar resultaten från en omfattande serie modeller som undersöker effekterna av snedighet, täckning av land och hav och rotation på jordliknande planeter, "men att dessa planeter också kan upprätthålla säsongsbetonade och regionalt bebodliga förhållanden över ett större utbud av orbitalradie än fler jordliknande planeter." Och den verkliga överraskningen? "Våra resultat ger indikationer på att de modellerade klimaten är något mindre benägna att dynamiska snöbollövergångar med hög lutning." Med andra ord kan en exo-jordning lutas nästan rakt över (ungefär som Uranus) kanske är mindre benägna att drabbas av snöbolls-händelser än våra, Goldilocks, Earth!
Tänk på ultraviolett strålning.
”Ultraviolett strålning är ett dubbelkantigt svärd i livet. Om den är för stark kommer de markbundna biologiska systemen att skadas. Och om den är för svag, kan syntesen av många biokemiska föreningar inte gå med, säger Jianpo Guo från Kinas Yunnan-observatorium ** "För värdstjärnorna med effektiva temperaturer lägre än 4 600 K är de ultravioletta bebyggda zonerna närmare än de beboeliga zonerna . För värdstjärnorna med effektiva temperaturer högre än 7.137 K är de ultravioletta bostadszonerna längre än de beboeliga zonerna. Detta resultat förändrar inte vad vi redan visste om tillväxtzoner kring huvudsekvensstjärnor, men det utesluter effektivt möjligheten att leva på planeter runt poströda jättestjärnor (förutsatt att någon skulle kunna överleva sina hem med den röda jätten!)
Tänk på effekterna av moln.
Beräkningar av livsmiljözonerna - radierna för en exo-jorden, runt dess hem - för stjärnor i huvudsekvensen antar vanligtvis en astronomers himmel - permanenta himmel (dvs. inga moln). Men jorden har moln, och moln har definitivt en effekt på genomsnittliga globala temperaturer! "Albedo-effekten är endast svagt beroende av den infallande stjärnspektra eftersom de optiska egenskaperna (särskilt den spridande albedo) förblir nästan konstant i våglängdsområdet för det maximala av den infallande stjärnstrålningen," tyska teamets senaste studie *** om effekterna av molnen på förmågan att avslutas (de tittade på huvudsekvenser i spektralklasserna F, G, K och M). Detta låter som Gaia är Goldilocks vän; emellertid, ”växthuseffekten av molnet på hög nivå å andra sidan beror på temperaturen i den lägre atmosfären, som i sin tur är en indirekt konsekvens av de olika typerna av centralstjärnor,” avslutar teamet (kom ihåg att en exo- Jordens globala temperatur beror på både albedo- och växthuseffekter). Så hemmeddelandet? ”Planeter med jordliknande moln i atmosfären kan vara belägna närmare den centrala stjärnan eller längre bort jämfört med planeter med atmosfär med klar himmel. Förändringen i avstånd beror på typen av moln. I allmänhet leder moln på låg nivå till en minskning av avståndet på grund av deras albedo-effekt, medan molnen på hög nivå leder till en ökning av avståndet. ”
"Just right" är svårt att klämma fast.
* huvud författare; Princeton University's Kristen Manou och Colombia Universitys Caleb Scharf är medförfattare ("Habitable Climates: The Influence of Obliquity", The Astrophysical Journal, bind 691, nummer 1, s. 596-610 (2009); arXiv: 0807.4180 är förtrycket )
** huvud författare; Fenghui Zhang, Xianfei Zhang och Zhanwen Han, alla också på Yunnan-observatoriet, är medförfattarna (”Habitiva zoner och UV-bebyggbara zoner runt värdstjärnor”, Astrofysik och rymdvetenskap, Volym 325, Nummer 1, s. 25- 30 (2010)
*** “Moln i atmosfären av extrasolära planeter. I. Klimatiska effekter av flerlagrade moln för jordliknande planeter och implikationer för bebodda zoner ”, Kitzmann et al., Accepterat för publicering i Astronomy & Astrophysics (2010); arXiv: 1002.2927 är förtrycket.
