Exobolygók lakhatósága Dobos Vera Orgoványi Judit, Nagy Imre Eötvös Loránd Tudományegyetem, Csillagászati Tanszék Budapest Science Meetup 2010. szeptember 15.
Exobolygók lakhatósága
Dobos VeraOrgoványi Judit, Nagy ImreEötvös Loránd Tudományegyetem, Csillagászati Tanszék
Budapest Science Meetup2010. szeptember 15.
Távoli bolygórendszerek
• Extraszoláris bolygó
• 490 exobolygó, 413 bolygórendszer
• 49 több bolygós rendszer
• Forró jupiterek
• Kevés kőzetbolygó
• Van-e rajtuk élet?
Az élet kialakulásának feltételei
• Folyékony víz
• Hőmérséklet és nyomás
• Légkör összetétele és vastagsága
• Csillag sugárzásának színképi eloszlása
• Nehéz elemek (pl. szén, nitrogén, oxigén)
• Bolygópálya hosszú időn át tartó stabilitása
Lakható zónák
• Folyékony vizes lakható zóna
• Ultraibolya lakható zóna
• Fotoszintézis fenntartó lakható zóna
• Árapály lakható zóna
• Galaktikus lakható zóna
• …
• Folyékony vizes lakható zóna1
folyékony halmazállapotú víz jelenléte
Belső határ: Külső határ:
• Ultraibolya lakható zóna2
ultraibolya sugárzás színképi eloszlása
Belső határ: Külső határ:
dERS
dER
d
d
SunSuninnerEarth
inner
)(
)(2
2
2
2
nm
nm
SunSun
nm
nm
Earth
inner
dERBx
dERB
d
d400
200
2
400
200
2
2
2
)()(
)()(
nm
nm
SunSun
nm
nm
Earth
outer
dERy
dER
d
d400
200
2
400
200
2
2
2
)(
)(
1Kasting et al. (1993) Icarus 101, 108 – 128 2Buccino et al. (2006) Icarus 183, 491 – 503
dERS
dER
d
d
SunSunouterEarth
outer
)(
)(2
2
2
2
– Folyékony vizes– Ultraibolya (x = 2, y = ½)
– Folyékony vizes– Ultraibolya (x = 3, y = ⅓)
Lakható zónák a csillag tömegének függvényében
Vénusz
FöldMars
M1
M2
Jupiter
Szaturnusz
Bolygópályák stabilitása
M1 , M2 = 0 – 10 MJ t = 150 000 év
Következtetés
• Nap tömegének változtatása– 0,8 MNap < M* < 1,2 MNap
– Stabil bolygópályák– Föld: mindkét lakható zónán belül
• Óriásbolygók tömegének változtatása– M1 , M2 = 0 – 10 MJ – Belső bolygók pályái stabilak,
ha M1 ≤ 4 MJ és M2 ≤ 3 MJ
A Naprendszer nem finomhangolt.
• Buccino et al. (2006) Ultraviolet Radiation Constraints around the Circumstellar Habitable Zones, Icarus 183, 491 – 503.
• Kasting et al. (1993) Habitable Zones around Main Sequence Stars, Icarus 101, 108 – 128.
• Lineweaver et al. (2004) The Galactic Habitable Zone and the Age Distribution of Complex Life in the Milky Way Science 303, 59–62
• Modos et al. (1999) Construction of spectral sensitivity function using polychromatic UV sources, J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 49, 171 – 176