Konstnärsintryck av en hypotetisk havsplanet med en markbunden atmosfär och två satelliter. Kredit:Wikipedia/Lucianomendez. Attribution (CC BY 4.0)
Nya klimatmodeller har funnit att mängden och placeringen av land på en planets yta avsevärt kan påverka dess beboelighet. Astronomer har identifierat betydande skillnader i yttemperatur, havsis och vattenånga över en planets yta för olika landkonfigurationer. Verket kommer att presenteras måndagen den 11 juli på National Astronomy Meeting (NAM 2022) av Evelyn Macdonald, doktorand vid University of Toronto, Kanada.
Många planeter är tidvattenlåsta till sina stjärnor så att en sida av planeten alltid är vänd bort (ungefär som hur månens mörka sida alltid är vänd bort från jorden). Detta skapar permanenta dag- och nattsidor av planeten där all energi som tas emot från stjärnan fokuseras på dagsidan. För att en planet ska kunna försörja liv måste klimatet vara något reglerat över ytan:atmosfären och haven måste omfördela en del av den energi som tas emot från stjärnan till planetens nattsida.
Ett team av forskare vid University of Toronto har tillämpat en 3-dimensionell klimatmodell (ExoPlaSim) på simulerade jordliknande planeter med två distinkta konfigurationer på dagen. Den första konfigurationen är en cirkulär kontinent mitt på dagen omgiven av hav. Den andra konfigurationen är den motsatta:ett cirkulärt hav mitt på dagen med land överallt. I båda fallen varierades cirkelns storlek för att visa hur planetens klimat beror på landfraktionen för var och en av dessa kontinentkonfigurationer.
Dagskartor över klimatvariabler för landcentrerade planeter. Radetiketterna (vänster) visar de varierande dagsidans landfraktioner. Kolumnerna (vänster till höger) visar landkartan, nettonederbörd (nederbörd i blått och avdunstning i rött), molntäcke och yttemperatur. Här har planeter med större kontinenter mindre regn och molntäcke, och deras dagsidor är varma och torra. Kredit:Anpassad från Macdonald et al. (2022)
En planets beboelighet är bland annat beroende av dess yttemperatur och mängden fukt i dess atmosfär. Studien modellerar nettonederbörden, molnfraktionen och yttemperaturen över planetens dagsida för olika landkonfigurationer.
Visas i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society , visar resultaten att både mängden land och dess konfiguration kan ha stor effekt på planetens ytförhållanden. För modeller med liknande landfraktioner på dagtid men motsatta konfigurationer kan den genomsnittliga yttemperaturen ändras med upp till ~20°C. Resultaten indikerar att mängden vattenånga i planetens atmosfär är starkt beroende av området med isfritt hav på dess yta. Planeter med höga landfraktioner har varmare och torrare dagsidor med moln och nederbörd mestadels begränsad till små centrala områden.
Macdonald säger:"Att ta reda på om liv existerar någon annanstans i universum är en viktig utmaning för astronomi och vetenskap som helhet. Vårt arbete visar att fördelningen av land på en jordliknande planet har en stor inverkan på dess klimat, och bör hjälpa astronomer som tittar på planeter med instrument som rymdteleskopet James Webb för att bättre tolka vad de ser." + Utforska vidare
