Logikus gondolat, hogy a Földhöz hasonló, ún. kőzetbolygók felszíni hőmérsékletét alapvetően a csillagukról érkező sugárzás mennyisége határozza meg. Amennyiben tehát minden más paraméter megegyezik, két bolygó közül annak kellene magasabb felszíni hőmérsékletűnek lennie, amelyik egy forróbb csillag körül kering. Egy, a Washingtoni Egyetem doktorandusza, Aomawa Shields vezette kutatás azonban meglepő fordulattal szolgált a témában. Az amerikai kutatók új klímamodelljei szerint egy hűvösebb csillag körül keringő bolygó nagy valószínűséggel lesz melegebb és kevésbé jéggel borított, mintha azonos távolságban egy forróbb csillag körül keringene.
A titok nyitja a csillagfénynek a bolygók felszínén lévő jéggel való kölcsönhatásában keresendő. A csillagok által kibocsátott fény intenzitásának hullámhossz szerinti eloszlásai (azaz spektrumaik) különbözőek. A forróbb csillagok nagy mennyiségű energiát bocsátanak ki a látható és az ultraibolya tartományban, míg a hűvösebb, vörös csillagok sugárzásának jelentős része esik a közeli infravörös tartományba. Míg, ahogyan azt a hétköznapi életben is tapasztaljuk, a hó és jég nagy mértékben visszaveri a Napból érkező látható fényt, addig a hosszabb hullámhosszú, infravörös sugárzás nagy részét elnyeli.
A hűvösebb, vörös törpecsillagok körül keringő planéták esetében tehát minél nagyobb részét nyeli el a felszíni jégréteg a beeső sugárzásnak, annál melegebb lesz a bolygó felszíne. Ezzel szemben a forróbb (F-típusú) csillagok bolygói esetében egy ellentétes folyamat játszódik le: a beérkező látható és utraibolya fény minél nagyobb része verődik vissza ugyanis a bolygón lévő jégről és hóról, a felszíni hőmérséklet annál jobban csökkenni fog. Ez az ún. jég-albedó visszacsatolás annyira hatékony lehet, hogy ezen csillagok bolygói közül több is beléphet az ún. "hógolyó"-állapotba, azaz a felszínük teljesen befagyhat. Ez az állapot azonban nem feltétlenül végleges – valószínűleg maga a Föld is több ilyen korszakot élt át a keletkezése óta eltelt 4,6 milliárd év során. A kutatók vizsgálatai szerint a vörös törpecsillagok bolygói esetében ugyanakkor jóval kevésbé valószínű a bolygófelszínek ilyen mértékű jegesedése.
Fantáziarajz egy alacsony felszíni hőmérsékletű, vörös törpecsillag körül keringő bolygóról. Egy új kutatási eredmény szerint ezek a planéták melegebbek és kevésbé jegesek lehetnek, mint az azonos távolságban, de forróbb csillagok körül keringő társaik (forrás: NASA).
Shields és szerzőtársai azt is megállapították, hogy a csillagtól nagyobb távolságban a beeső sugárzás és a bolygófelszíni jégréteg kölcsönhatása egyre kevésbé jelentős. Az ún. lakhatósági zóna (ahol a csillagtól való távolság alapján a bolygók felszínén feltételezhető folyékony víz jelenléte) külső határán a kőzetbolygóknak a modellek szerint jó eséllyel van egy vastag, szén-dioxidból vagy más üvegházhatású gázból álló légköre, ami nagy mennyiségű közeli infravörös sugárzást nyel el, csökkentve ezzel a felszíni jég okozta felmelegedés mértékét.
Az eredményeknek nem csak az exobolygókutatásban, hanem az asztrobiológiában és a Föld múltjának jobb megismerésében is fontos szerepe lehet. Az új eredmények elsőre azt sugallhatják, hogy a földönkívüli élet keresése szempontjából a forróbb csillagok körül keringő, a hógolyó-állapotban lévő bolygók nem túl ideális jelöltek; Shields és munkatársai azonban felhívják rá a figyelmet, hogy ez csak átmeneti állapot a planéták életében. Jó példa erre a saját bolygónk, amely egy-egy feltételezett, teljes befagyás idején valószínűleg nem igazán tűnhetett életre alkalmas helynek egy külső szemlélő számára – ugyanakkor a jelenlegi elképzelések szerint a Föld utolsó, teljes eljegesedése éppen a többsejtű életformák robbanásszerű elterjedéséhez közeli időszakra eshetett.
Forrás: ScienceDaily, 2013.07.19.
