För astronomer som försöker förstå vilka avlägsna planeter som kan ha beboeliga förhållanden, rollen som atmosfärisk dis har varit disig. För att hjälpa till att reda ut det, ett team av forskare har tittat på jorden - särskilt jorden under den arkaiska eran, en episk period på 1-1/2-miljarder år tidigt i vår planets historia.

Jordens atmosfär verkar ha varit ganska annorlunda då, förmodligen med lite tillgängligt syre men höga metanhalter, ammoniak och andra organiska kemikalier. Geologiska bevis tyder på att dis kan ha kommit och gått sporadiskt från den arkeiska atmosfären - och forskare är inte helt säkra på varför. Teamet menade att en bättre förståelse av disbildning under den arkaiska eran kan hjälpa till att informera studier om disiga jordartade exoplaneter.

"Vi säger gärna att den arkeiska jorden är den främmande planeten vi har geokemisk data för, "sa Giada Arney från NASA:s Goddard Spaceflight Center i Greenbelt, Maryland, och medlem i NASA Astrobiology Institute's Virtual Planetary Laboratory baserat vid University of Washington, Seattle. Arney är huvudförfattare till två relaterade artiklar publicerade av teamet.

I bästa fall, dis i en planets atmosfär kan servera ett smörgåsbord av kolrika, eller ekologisk, molekyler som kan omvandlas genom kemiska reaktioner till prekursormolekyler för livet. Haze kan också avskärma mycket av den skadliga UV -strålning som kan bryta ner DNA.

I värsta fall, dis kan bli så tjockt att väldigt lite ljus kommer igenom. I den här situationen, ytan kan bli så kall att den fryser helt. Om en mycket tjock dis uppstod på den arkaiska jorden, det kan ha haft en djupgående effekt, för när eran började för ungefär fyra miljarder år sedan, solen var svagare, avger kanske 80 procent av ljuset som det gör nu.

Arney och hennes kollegor sammanställde sofistikerad datormodellering för att titta på hur dis påverkade yttemperaturen på Archean Earth och, i tur och ordning, hur temperaturen påverkade kemin i atmosfären.

Den nya modelleringen indikerar att när diset blev tjockare, mindre solljus skulle ha kommit igenom, hämmar de typer av solljusdrivna kemiska reaktioner som behövs för att bilda mer dis. Detta skulle leda till avstängning av dis-bildande kemi, hindrar planeten från att genomgå glaciation på grund av ett mycket tjockt dis.

Teamet kallar detta självbegränsande dis, och deras arbete är det första som gör gällande att detta är vad som hände på Archean Earth - ett fynd som publicerades i november 2016 -numret av tidskriften Astrobiologi . Forskarna drog slutsatsen att självbegränsande dis kunde ha kylt Archean Earth med cirka 36 grader Fahrenheit (20 Kelvin)-tillräckligt för att göra skillnad men inte för att frysa ytan helt.

"Vår modell tyder på att en planet som disig Archean Earth som kretsar kring en stjärna som den unga solen skulle vara kall, "sa Shawn Domagal-Goldman, en Goddard -forskare och medlem i Virtual Planetary Laboratory. "Men vi säger att det skulle vara kallt som Yukon på vintern, inte kallt som dagens Mars. "

En sådan planet kan anses vara beboelig, även om den genomsnittliga globala temperaturen är under fryspunkten, så länge det finns lite flytande vatten på ytan.

I efterföljande modellering, Arney och hennes kollegor tittade på effekterna av dis på planeter som är som Archean Earth men kretsar kring flera sorters stjärnor.

"Moderstjärnan styr om det är mer troligt att det bildas dis, och det diset kan ha flera effekter på en planets beboelse, "sa medförfattaren Victoria Meadows, huvudutredaren för Virtual Planetary Laboratory och en astronomiprofessor vid University of Washington.

Det ser ut som om den arkeiska jorden träffade en söt plats där diset fungerade som ett solskyddsmedel för planeten. Om solen hade varit lite varmare, som det är idag, modelleringen tyder på att dispartiklarna skulle ha varit större - ett resultat av temperaturåterkopplingar som påverkar kemin - och skulle ha bildats mer effektivt, men skulle ändå ha erbjudit lite solskydd.

Detsamma var inte sant i alla fall. Modelleringen visade att vissa stjärnor producerar så mycket UV -strålning att dis inte kan bildas. Haze svalnade inte planeter som kretsade runt alla typer av stjärnor lika mycket, antingen, enligt lagets resultat. Dimmiga stjärnor, som M -dvärgar, avger det mesta av sin energi vid våglängder som passerar genom atmosfäriskt dis; i simuleringarna, dessa planeter upplever lite kylning från dis, så de har nytta av disens UV -skärmning utan större temperaturfall.

För rätt typ av stjärna, fastän, närvaron av dis i en planets atmosfär kan hjälpa till att flagga den världen som en bra kandidat för närmare studier. Teamets simuleringar indikerade att för några instrument som är planerade för framtida rymdteleskop, disens spektrala signatur skulle se starkare ut än signaturerna för vissa atmosfäriska gaser, såsom metan. Dessa fynd finns tillgängliga i Astrofysisk tidskrift från och med 8 februari 2017.

"Haze kan visa sig vara till stor hjälp när vi försöker begränsa vilka exoplaneter som är de mest lovande för beboelse, sa Arney.