Visuella exempel på orbital excentricitet. Kredit:Phoenix7777/Public Domain
Av alla kända planeter är jorden lika vänlig mot liv som vilken planet som helst kan vara – eller är den det? Om Jupiters bana förändras visar en ny studie att jorden kan vara mer gästvänlig än den är idag.
När en planet har en perfekt cirkulär bana runt sin stjärna ändras aldrig avståndet mellan stjärnan och planeten. De flesta planeter har dock "excentriska" banor runt sina stjärnor, vilket betyder att banan är oval. När planeten kommer närmare sin stjärna får den mer värme, vilket påverkar klimatet.
Med hjälp av detaljerade modeller baserade på data från solsystemet som det är känt idag, skapade UC Riverside-forskare ett alternativt solsystem. I detta teoretiska system fann de att om den gigantiska Jupiters bana skulle bli mer excentrisk, skulle det i sin tur inducera stora förändringar i formen på jordens bana.
"Om Jupiters position förblev densamma, men formen på dess omloppsbana förändrades, skulle det faktiskt kunna öka den här planetens beboelighet", säger Pam Vervoort, UCR Earth och planetforskare och huvudstudieförfattare.
Mellan noll och 100 grader Celsius är jordens yta beboelig för flera kända livsformer. Om Jupiter drev jordens bana att bli mer excentrisk, skulle delar av jorden ibland komma närmare solen. Delar av jordens yta som nu är under frysning skulle bli varmare, vilket skulle öka temperaturen inom det beboeliga området.
Detta resultat, nu publicerat i Astronomical Journal , upphäver två långvariga vetenskapliga antaganden om vårt solsystem.
"Många är övertygade om att jorden är symbolen för en beboelig planet och att varje förändring i Jupiters omloppsbana, eftersom den är den massiva planet den är, bara kan vara dålig för jorden," sa Vervoort. "Vi visar att båda antagandena är felaktiga."
Forskarna är intresserade av att tillämpa denna upptäckt på sökandet efter beboeliga planeter runt andra stjärnor, kallade exoplaneter.
En beboelig zon, som visas i grönt här, definieras som området runt en stjärna där flytande vatten, en viktig ingrediens för livet som vi känner det, potentiellt kan finnas närvarande. Kredit:NASA/JPL-Caltech
"Det första folk letar efter i en exoplanetsökning är den beboeliga zonen, avståndet mellan en stjärna och en planet för att se om det finns tillräckligt med energi för flytande vatten på planetens yta", säger Stephen Kane, UCR-astrofysiker och medförfattare till studien. .
Under sin bana får olika delar av en planet mer eller färre direktstrålar, vilket resulterar i att planeten har årstider. Delar av planeten kan vara behagliga under en säsong, och extremt varma eller kalla under en annan.
"Att ha vatten på sin yta är ett mycket enkelt första mått, och det tar inte hänsyn till formen på en planets omloppsbana, eller säsongsvariationer som en planet kan uppleva," sa Kane.
Befintliga teleskop kan mäta en planets omloppsbana. Det finns dock ytterligare faktorer som kan påverka beboeligheten, till exempel i vilken grad en planet lutar mot eller bort från en stjärna. Den del av planeten som lutar bort från stjärnan skulle få mindre energi, vilket gör att den blir kallare.
Samma studie fann att om Jupiter var placerad mycket närmare solen, skulle det framkalla extrem lutning på jorden, vilket skulle få stora delar av jordens yta att frysa.
Det är svårare att mäta lutningen, eller en planets massa, så forskarna skulle vilja arbeta mot metoder som hjälper dem att uppskatta dessa faktorer också.
I slutändan är rörelsen av en gigantisk planet viktig i strävan att göra förutsägelser om planeternas beboelighet i andra system såväl som strävan efter att förstå dess inflytande i detta solsystem.
"Det är viktigt att förstå den inverkan som Jupiter har haft på jordens klimat genom tiden, hur dess effekt på vår omloppsbana har förändrat oss tidigare och hur den kan förändra oss igen i framtiden," sa Kane. + Utforska vidare
