Naujas požiūris į egzoplanetų klimato modeliavimą
Jakeobas Hakk-Misra iš Blue Marble Space neseniai paskelbė tyrimą, kuriame jis naudojo paprastesnę energobalanso modelį, siekdamas prognozuoti orus dviejose TRAPPIST-1 sistemos planetose. Šis metodas pasiekė panašius rezultatus kaip ir sudėtingos trimačios simuliacijos, tačiau su žymiai mažesnėmis skaičiavimo sąnaudomis.
Modelio veikimo principas
Tradicinės egzoplanetų klimato prognozės dažniausiai atliekamos naudojant bendrosios cirkuliacijos modelius (GCM), kurie detaliai skaičiuoja spinduliavimo perdavimą, atmosferos dinamiką ir daugelį fizinių procesų. Nors šie modeliai yra tikslūs, jie taip pat yra labai brangūs. Energobalanso modelis (EBM) veikia kitaip: jis yra vienmatės struktūros ir paprasčiausiai apskaičiuoja energijos balansą tarp žvaigždės skleidžiamos energijos ir planetos išspinduliuojamos energijos.
TRAPPIST-1e ir TRAPPIST-1f prognozės
Vienas iš pagrindinių iššūkių yra tai, kad planetos, esančios gyvenamojoje zonoje aplink blankius raudonuosius nykštukus, yra potvynio užfiksuotos – vienas jų pusė visada atsukta į žvaigždę, o kita – amžinoje naktyje. Hakk-Misra pritaikė HEXTOR modelį, pakeisdamas koordinačių ašį iš platumos į ilgumą, kad galėtų apskaičiuoti šilumos pernešimą iš dienos pusės į naktinę. Jis kalibravo modelį pagal THAI projekto temperatūrų lentelę ir atkūrė vidutinę TRAPPIST-1e globalią temperatūrą – 240.8 K, kaip ir sudėtinguose GCM.
Simuliacijų rezultatai
Atlikus 6300 simuliacijų, keičiant insoliaciją ir anglies dioksido slėgį, nustatyta, kad TRAPPIST-1e turi vėsų dienos pusę, o ledą ištirpdyti reikėtų bent 0.1 bar CO₂ dalinio slėgio. TRAPPIST-1f yra sniego kamuolys, užšalęs net apšviestoje pusėje, ir jai reikėtų daugiau nei 1 bar slėgio, kad taptų milžiniška šiltnamiu.
HEXTOR modelio tikslas
HEXTOR modelis nėra skirtas galutiniam atsakymui. Jo tikslas yra būti žvalgybininku: iš tūkstančių scenarijų rasti tuos kelis, kuriuos verta patikrinti per brangius GCM ir nukreipti James Webb teleskopą. Kai teleskopas ieškos gyvenimui tinkamos atmosferos, geriau iš anksto žinoti, kuria kryptimi žiūrėti.
