슈퍼 회전하는 바다가 극단적인 외계 행성을 식힐 수 있습니까?

아티스트가 그린 외계행성 프록시마 b, 지구 크기의 세계

적색 왜성 프록시마 센타우리의 '거주 가능 지역'을 공전하는 지구 크기의 외계행성 프록시마 b에 대한 아티스트의 삽화. 프록시마 b는 조석으로 잠겨있을 가능성이 높으며 항상 호스트 항성에 같은 면을 보여줍니다. (이미지 제공: ESO / M. Kornmesser)

폴 엠. 서터 의 천체 물리학자입니다. SUNY 스토니 브룩(Stony Brook)과 플랫아이언 인스티튜트(Flatiron Institute), 우주인에게 물어보세요 그리고 우주 라디오 의 저자 우주에서 죽는 법 . 그는 이 기사를 demokratija.eu의 전문가의 목소리: 의견 및 통찰력 .



천문학자들은 작고 붉은 별 주변에서 잠재적으로 거주할 수 있는 세계를 계속 찾고 있습니다. 그러나 그 세계는 거의 확실하게 조석으로 잠겨 있으며 행성의 한 쪽은 항상 별을 향하고 있습니다.

이것은 이들의 생명 가능성에 심각한 도전을 제기합니다. 외계 행성 , 그러나 새로운 연구는 이러한 행성을 보다 균일하게 냉각시키는 방법을 제안합니다. 즉, 해류는 회전하는 것보다 더 빠르게 세계를 휘젓습니다.

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잠그기

우리는 수많은 외계행성을 찾고 있습니다. NASA의 Kepler 임무(우주 망원경이 사망한 후에도 데이터베이스가 여전히 유용함), 기관의 Transiting Exoplanet Survey Satellite 및 수십 개의 지상 기반 임무를 통해 천문학자들은 먼 별을 공전하는 세계를 계속해서 발견하고 있습니다. 궁극적인 목표는 적당한 거리에서 태양과 같은 별 주위를 도는 지구와 같은 행성을 찾는 것입니다. 그래서 행성이 별에서 받는 열은 얼음을 녹일 만큼만 충분하지만 끓어 넘길 만큼 뜨겁지는 않습니다.

이것이 ' 거주 가능 지역 ,' 액체 상태의 물이 좋은 액체 상태를 유지할 수 있는 모든 별 주변 지역. 그리고 우리는 아직 지구의 정확한 사본을 찾지 못했지만 가까이에 이르렀습니다. 대략 우리 크기의 행성, 거주 가능 영역 내에서 공전하지만 작은 적색 왜성 주위를 도는 행성입니다.

한편으로 이것은 놀랍습니다. 왜냐하면 적색 왜성 은하계에서 단연코 가장 흔한 종류의 별이며, 따라서 수많은 거주 가능 지역에 수십 개의 행성이 있어야 합니다. 그러나 다른 한편으로는 조수 잠금으로 알려진 것으로 인해 다소 실망스럽습니다.

작은 물체가 큰 물체(예: 지구 주위의 달이나 별 주위의 행성) 가까이에서 공전할 때, 더 큰 물체는 작은 물체에 조수를 높입니다. (기술적으로, 더 작은 물체도 더 큰 물체에 조수를 높인다. 그러나 그것들은 그다지 중요하지 않으며 우리는 지금 그것에 대해 걱정할 필요가 없다.) 이러한 여분의 조석 덩어리로, 더 작은 물체는 천천히 편향된 선호도를 발전시킬 것이다. : 원하는 오래된 회전을 가져오는 대신 '잠김'으로 끝납니다.

이 잠금은 작은 물체의 회전이 큰 물체 주위의 궤도와 일치하도록 합니다. 보름달만 봐도 그 결과를 알 수 있습니다. 조석으로 지구에 고정되어 있고 항상 우리에게 같은 얼굴을 보여주고 있으며 우주 시대가 되어서야 그 뒷면을 볼 수 있었습니다.

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최고의 회전

조수 잠금 인생에 나쁜 소식입니다. 적색 왜성 주위를 도는 행성에 있다면 그 빛이 너무 약해서 생명체가 거주할 수 있는 영역에 들어가려면 그 별에 바로 부딪혀야 합니다. 조수에 잠길만큼 가까이. 즉, 행성의 한 쪽은 계속 태양을 향하고 다른 쪽은 영구적인 자정에 고정됩니다.

따라서 평균적으로 행성의 온도가 복숭아 같은 경향이 있더라도 한쪽은 너무 뜨겁고 다른 쪽은 너무 차가울 것입니다.

뜨거운 쪽에서 차가운 쪽으로 열을 전달할 방법이 없다면.

지구의 기울기 때문에 우리 행성은 태양 , 그리고 그에 대한 응답으로 한 곳에서 다른 곳으로 끊임없이 열을 운반하는 바람과 해류를 통해 모든 것을 균형을 맞추려고 합니다.

그러나 조석으로 잠긴 행성에서 열을 효율적으로 전달하려면 이러한 해류가 초회전해야 합니다. 밤을 따뜻하게 하고 낮을 식힐 기회가 있다면 해류는 행성 자체의 자전보다 더 빨리 움직여야 합니다. 옆.

초회전은 이미 행성 대기에서 잘 알려져 있습니다. NS 금성의 분위기 예를 들어, 지구는 4일마다 지표면 주위를 휘젓는 반면 지표면 자체는 한 회전을 완료하는 데 243일 지구의 게으른 시간이 걸립니다. 토성의 가장 큰 위성인 타이탄은 아마도 초회전 대기를 가지고 있을 것입니다. 그것은 지구에서도 발생합니다. 적도 위의 고지대 바람은 때때로 초회전이 가능합니다.

초회전하는 대기는 훌륭하지만 열 수송과 관련하여 진짜 문제는 공기가 아니라 물입니다. 조석으로 잠긴 외계행성이 진정으로 온화하기를 원한다면 해류는 더 빨리 움직이는 것이 좋습니다.

이국적인 세계에 대한 물리학

그것이 바로 새로운 연구입니다. 최근 인쇄전 저널 arXiv에 게재됨 , 조사에 착수했다. 그리고 그 연구에는 보고할 좋은 소식이 있습니다. 조건에 따라 조석으로 잠긴 외계행성은 해양 초회전이 가능합니다.

연구에 따르면, 외계 바다 처음에는 강한 바람에 의해 움직이다가 바다의 심해 파도에 의해 증폭됩니다. Kelvin 및 Rossby 파도로 알려진 이러한 파도는 거대한 압력 시스템과 제트 기류의 형성을 담당하는 지구를 포함하여 회전하는 행성의 모든 바다에 공통적입니다.

조석이 잠긴 행성에서 동일한 물리학이 적용되고 이 파도가 서로를 증폭하여 행성 자체가 회전하는 것보다 더 빠른 속도로 거대한 물의 흐름을 유도합니다.

연구원들은 이러한 초회전 전류가 적도에서만 가능하며 자연적으로 다양한 알려지지 않은 요인에 의해 엉망이 될 수 있다는 것을 발견했습니다. 예를 들어, 도중에 충분히 큰 대륙이 있으면 트랙에서 현재 죽은 것을 막을 수 있습니다. 행성이 기울어져 있거나 바다가 너무 얕으면 초회전이 발생하는 것을 방지할 수도 있습니다.

그러나 여전히 조석으로 잠긴 외계행성에서 해류의 초회전은 확실히 가능하며, 이는 외계행성에서 외계 생명체에 대한 희망과 꿈에 대한 안도감입니다. 그들의 대기와 바다가 더 많은 열을 그 세계로 전달할 수 있을수록 생명체가 번성할 가능성이 더 높아집니다.

더 알아보기: ' 조석으로 잠긴 행성의 해양 과회전 '

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