Second Earth
а 2010.09.29 достаточно малозамеченным прошло событие, которое возможно сделает эту дату очень памятной, в особенности среди космолетчиков...
Звездная система Gliese 581 уже долгое время считалась особенно интересной, поскольку вокруг нее регулярно открывали экзопланеты.
Итак, по порядку:"Gliese 581 - близкий красный карлик спектрального класса M3 V, удаленный от Солнца всего на 6.26 пк. Его масса оценивается в 0.31 ± 0.02 масс Солнца, радиус - в 0.29 радиусов Солнца, светимость составляет 0.013 солнечных. Звезда отличается пониженным содержанием тяжелых элементов (их примерно в 1.8 раза меньше, чем в составе нашего дневного светила) и почтенным возрастом (7-11 млрд. лет). Среди красных карликов это одна из самых спокойных звезд - ее блеск меняется всего на несколько процентов." координаты для интересующихся =)
Два года назад немало шума произвело открытие Gl 581c - эта планета имеет массу в пять Mearths, и более того, находится в зоне равновесной температуры +3 - +40oC. (температура считается по равновесию между звездным светом, падающим на одно полушарие, и тепловым излучением, уходящим со всей поверхности, с учетом отражательной способности. Для Земли это -18оС.). Сначала, конечно, предполагали, что этот мир ничем не отличается от Земли, кроме массы, из чего следовало, что это первая, с учетом большей поверхностной гравитации и более жаркого климата, потенциально обитаемая планета, не считая Земли. Правда, потом оказалось, что скорее всего, он очень даже отличается. Тепловая зона планеты больше похожа на таковую у Венеры, а масса способствует наличию плотной атмосферы, и стало ясно, что на поверхности, весьма вероятно, не ниже +500.
Конечно, настоящий климат очень сильно зависит от атмосферы, поверхности и прочего.
Поняв это, исследователи переключились на Gl 581d, с массой в семь с небольшим земных, в тепловой зоне несколько дальше Марса, если проводить аналогию с Солнечной системой... Эта планета могла стать обитаемой как раз таки при наличии мощного парникового эффекта, и был сделан расчет, согласно которому от трех до пятидесяти атмосфер CO2 над землеподобной поверхностью достаточны, чтобы довести температуру до точки плавления воды... На самом деле, если считать, что она формировалась на примерно том же расстоянии от звезды - то при такой массе планета должна была захватить большое количество льдов и газа из протопланетной туманности, и скорее всего, похожа на Нептун, с атмосферой из водорода и гелия и ледяной/водяной поверхностью, упрятанной на уровне сотен-тысяч атмосфер. (У Нептуна 15 kBar, а поверхность уже на уровне градусов 500 - 1000 и суперкритическая). Короче, если поверхность расположена не очень глубоко, вплоть до 100 - 200 - атм - она ледяная и обладает большой отражательной способностью, что дополнительно охлаждает планету, а океан расположен под сплошной ледяной корой.
Во втором варианте, если атмосфера мощнее, солнечные лучи не доходят до поверхности, но она нагревается за счет внутреннего тепла и удерживает его благодаря термоизолирующим свойствам мощного слоя газа, и скорее всего становится жидкой. Температура зависит от атмосферного давления и интенсивности теплового потока, и может быть где угодно в диапазоне от нуля и до критической точки при 374оС (и дальше, как у Нептуна), в последних случаях обитаемыми становятся плотные нижние слои атмосферы, прогретые и насыщенные водяным паром. Учитывая, что масса все-таки намного меньше, чем у Нептуна - нахватать много водорода она не сможет и наиболее вероятен вариант первый. Почти совершенно точно: 1) у планеты нет скалистой поверхности и 2) в атмосфере нет ни капли CO2, он весь растворен в поверхностном/подледном океане.
Короче, несмотря на то, что планета явно не похожа на Землю, вопрос обитаемости до сих пор открыт - и год назад команда энтузиастов арендовала мощный радиотелескоп в Австралии (hellofromearth), с помощью которого отправила туда набор сообщений.* Моё там тоже есть :)
И как раз когда сигнал прошел свой первый световой год, в той же системе была открыта Gliese 581g - точно между первыми двумя!!! Это совершенно прекрасно!
Мир бешеных ветров и величественных волн, где рваные грозовые тучи вздымаются на головокружительную высоту и бешено несутся по синевато-оранжевому небу, а из-за них выглядывает огромный и недвижный диск Gliese 581, заливая все вокруг негаснущим глубоким оранжевым светом, где неистовые теплые ливни тропического пояса сменяются величественным спокойствием и плывущими айсбергами Закатной полосы ("come with us, offering shelter From the icy wind that shivers, Come with us to the twilight zone, oh yeah!..") а за ней - обратная сторона, погруженная в вечную морозную тишь, и только синий диск Gliese 581d медленно плывет над поземкой среди переливающихся звезд...
Короче говоря, предсказательные описания опять достаточно топорны, но можно себе представить, как этот мир скорее всего выглядит.
масса в три с половиной массы Земли намного меньше принятой границы между планетами земного типа и "нептунами", проходящей по 7 Mearths, но в реальности могут быть отклонения и в ту, и в другую сторону. Далеко за снеговой линией и планета массой в две земных будет иметь все свойства ледяного гиганта, а у звезд с высоким содержанием тяжелых металлов могут образовываться скалистые планеты в десятки масс Земли... Gl 581g формировалась в относительно теплой зоне внутри границы снеговой линии, однако к моменту формирования эта область, вероятно, была как следует перемешана мигрировавшим вовнутрь газовым гигантом Gliese 581b, благодаря чему в ее состав вошло много протопланетных тел с большим содержанием льда (водяного). Сколько на самом деле - сказать сложно, но весьма вероятно, что намного больше, чем на Земле и достаточно для образования сплошного океана глубиной в сотни километров. Кроме того, изначально должна была образоваться первичная атмосфера из водорода и гелия с давлением в сотни атмосфер. Радиус планеты зависит от соотношения скальных пород и льда в ее составе, и будет равен от 1,35 Rearths для земного состава, до 2,0 для планеты полностью изо льда, с наиболее вероятным где-то около 1,55. Вторая космическая скорость при этом составит 18, 17 или 15 км/с соответственно, а гравитация на поверхности 1,8, 1,4 и 0,9 g. Планета всегда повернута к звезде одной стороной, как Луна к Земле, поскольку она расположена близко к звезде и лежит внутри зоны приливной синхронизации.
Для того, чтобы газ не улетучивался из атмосферы в космосе, температура наиболее горячих внешних слоев должна быть таковой, чтобы средняя скорость молекул (3kT/Mu)^(1/2) не превышала 1/6 от второй космической. Термосфера интенсивно нагревается поглощением газами жесткого ультрафиолета от звезды, и у Земли ее темература 700-1000оС. Gliese 581 - красный карлик с низкой температурой, и в его спектре почти нет ультрафиолета, поэтому термосферы Gliese 581g скорее всего не столь нагрета и не горячее 500оС. Для молекулярного водорода соотношение V/VII находится немного выше 1/6, а для атомарного - на уровне 1/4, таким образом, водород быстро улетучится из атмосферы в первую очередь за счет фотодиссоциации. Соотношение для гелия составляет 1/8 для наиболее вероятной VII в 17 км/с, но понижается до 1/7 для VII = 15 км/с, и до 1/6 при VII = 17 км/с, и температуры термосферы 1300K, т.е. 1000оС, что вполне могло иметь место при ранних стадиях эволюции звезды в период высокой светимости в УФ за счет вспышек и хромосферной активности.
Таким образом, сейчас в атмосфере планеты имеется 10 - 50 атм гелия, и, что контр-интуитивно, чем больше льдов в составе планеты - тем больше шансов, что часть гелия улетучилась. Еще несколько атмосфер составляет азот, и несколько атмосфер - кислород, образовавшийся за счет фоторасщепления водяного пара в атмосфере, при котором образующийся водород немедленно улетает в космос, а кислород остается. Количество кислорода прямо пропорционально активности звезды, но в любом случае достаточно велико, кроме того кислород образовался рано в геологической истории и местная жизнь должна была научиться дышать им, даже если она к этому была еще не готова =)
Равновесная температура планеты -50оС при высокой поглощательной способности (а излучение поглощается атмосферой и океанами на дневной стороне почти полностью, отчего планета в свете звезды имеет глубокий иссиня-черный цвет с лиловыми точками облаков глубоко в атмосфере), термоизолирующие свойства атмосферы повышают ее на 25-35 градусов (толщина атмосферы больше, чем на Земле, но гелий лучше проводит тепло), и еще 10-20 градусов добавляет парниковый эффект. Приобрести венерианский разгон он не может, так как при повышении температуры испаряется больше водяного пара, который образует больше хорошо отражающих облаков и температура понижается обратно. Температура в среднем по планете получается равной -15 - +5 оС, что, наверное, и имели в виду масс-медиа, заявляя, что "поверхность двойника Земли похожа на Северный Полюс"... Но на подсолнечной стороне температура поднимается заметно выше благодаря постоянно находящейся высоко над горизонтом Gliese 581, а температура зависит от высоты над горизонтом i как T*(4*sin(i))1/4. (поскольку излучающая тепло площадь планеты в 4 раза больше ее поперечного сечения, на которое падает свет, температура пропорциональна корню четвертой степени из интенсивности излучаемого тепла, которое в условиях равновесия совпадает с интенсивностью падающего на единицу площади излучения, а оно пропорционально синусу высоты звезды над горизонтом).
В зоне, где высота звезды составляет 27 градусов над горизонтом (как сейчас в Москве в полдень), жара поднимается под сорок, а в подсолнечной точке достигает 80 - 110оС. Океан при этом не вскипает благодаря высокому атмосферному давлению. Кроме того, излучение Gliese 581 сдвинуто в инфракрасную область (она светит как камин, а не как Солнце), и большая его часть легко поглощается водяным паром. В подсолнечной точке атмосфера будет настолько насыщена им, что большая часть света будет поглощаться прямо в атмосфере, равномерно прогревая ее по всему слою и предотвращая образование облаков. В подсолнечной точке около ста градусов жары, ясное небо (того самого оттенка =) ) и полный штиль, а конвективные потоки свободно поднимаются к висящему в зените раскаленному диску Gliese 581 до самой границы тропосферы, т.е. до уровня, где давление водяного пара перестанет быть намного меньше парциального давления гелия, больше чем на полторы сотни километров над морем! (еще и потому, что, шкала высоты больше в 5 раз, чем у нас) Вся толща атмосферы содержит воды на сотни МЕТРОВ осадков, нагретый воздух поднимается вверх, растекается в стороны, а около 50-60 градусов "широты", где инсоляция ослабевает, пар конденсируется и проливается в океан чудовищной силы ливнем.
Всего в атмосфере есть несколько глобальных конвективных ячеек, со ступенчатым уменьшением температуры и содержания влаги, и они расположены в поясах, концентрических относительно подсолнечной точки, с чередующимися восходящими и нисходящими потоками. Вращение планеты вокруг своей оси медленное, благодаря чему кориолисова сила мала, ее не хватает, чтобы расположить климатические зоны вокруг полюсов, но не подсолнечной точки, и все же хватает на некоторую деформацию зон и наличие циклонических вихрей. Ближе к сумеречной зоне температурные различия велики и разгоняют мощные ветра внутри зон. На высоте звезды над горизонтом 15 градусов буйство стихает, и там расположен "умеренный пояс" с прохладной погодой. Тем не менее, при удалении от подсолнечной точки освещение ослабевает очень быстро, и на самой сумеречной зоне, где Gliese 581 лежит на горизонте, уже мороз; там океан замерзает, а стоковые ветра с ночной стороны гонят постоянные снежные бури навстречу звезде. На самой ночной стороне одна конвективная ячейка, а в центре, где опускается холодный воздух, стоит мороз до -50.
Все это вполне обитаемо и совершенно прекрасно, не так ли? =))
Однако существует и вариант климата Snowball Earth - если в подсолнечной точке отражательная способность больше 75%, то средняя температура там опускается ниже нуля. То есть, если океан в ней покроется льдом, то он не сможет растаять даже там, а на всей остальной поверхности - тем более, и планета покроется льдом полностью. И именно это могла случится, если большая часть гелия в атмосфере потеряна на ранних стадиях эволюции планеты. Если общее давление меньше 1-2 атмосферы, пар в подсолнечной точке все-таки будет конденсироваться, а поскольку отражательная способность облаков тоже больше 75% - температура упадет достаточно и вода замерзнет. Вероятность этого увеличивается с ростом доли воды в составе планеты (см. ранее), хотя и не очень велика...
Тем не менее да - это та самая планета, по которой с очень высокой вероятностью можно гулять без скафандра. Лучше - с досками для сёрфинга =)) И вероятность существования там углеродно-водной жизни в том или ином виде, с учетом современных представлений о ее формировании - близка к единице.
В общем, можно считать, что человечество только что мотивировало себя лететь к звездам.
(эта картинка явно делалась исходя из землеподобности и совершенно неправильная, автор даже не потрудился подвинуть баланс белого, последнюю тоже рисовал не я =) Хотя, что интересно, за вычетом цветов - похоже, а подробного разбора условий на поверхности, который и может привести к таким выводам, я не находил. Наверное стырили первую попавшуюся картинку с красным карликом и отметили Gl 581g ))
*Если разумная жизнь там есть - она скорее всего водоплавающая в глубоком океане и прием радиосигналов для них будет весьма затруднителен...
PS кстати, в этой системе есть и еще одна условно обитаемая планета, Gliese 581e с массой 1,9 Mearths. На своем расстоянии от звезды в 0,03 а.е. она получает даже чуть больше тепла, чем Меркурий, но имеет большую массу, а значит, скорее всего обладает вторичной атмосферой из N2, O2 и CO2, причем не слишком плотной - вероятно, немного менее, нем у Земли. И вблизи границы дневной и ночной стороны, на "широте" 5 - 10 градусов там не так жарко. Хотя остальная часть дневной стороны скорее похожа на Арракис =)
Звездная система Gliese 581 уже долгое время считалась особенно интересной, поскольку вокруг нее регулярно открывали экзопланеты.
Итак, по порядку:"Gliese 581 - близкий красный карлик спектрального класса M3 V, удаленный от Солнца всего на 6.26 пк. Его масса оценивается в 0.31 ± 0.02 масс Солнца, радиус - в 0.29 радиусов Солнца, светимость составляет 0.013 солнечных. Звезда отличается пониженным содержанием тяжелых элементов (их примерно в 1.8 раза меньше, чем в составе нашего дневного светила) и почтенным возрастом (7-11 млрд. лет). Среди красных карликов это одна из самых спокойных звезд - ее блеск меняется всего на несколько процентов." координаты для интересующихся =)
Два года назад немало шума произвело открытие Gl 581c - эта планета имеет массу в пять Mearths, и более того, находится в зоне равновесной температуры +3 - +40oC. (температура считается по равновесию между звездным светом, падающим на одно полушарие, и тепловым излучением, уходящим со всей поверхности, с учетом отражательной способности. Для Земли это -18оС.). Сначала, конечно, предполагали, что этот мир ничем не отличается от Земли, кроме массы, из чего следовало, что это первая, с учетом большей поверхностной гравитации и более жаркого климата, потенциально обитаемая планета, не считая Земли. Правда, потом оказалось, что скорее всего, он очень даже отличается. Тепловая зона планеты больше похожа на таковую у Венеры, а масса способствует наличию плотной атмосферы, и стало ясно, что на поверхности, весьма вероятно, не ниже +500.
Конечно, настоящий климат очень сильно зависит от атмосферы, поверхности и прочего.
Поняв это, исследователи переключились на Gl 581d, с массой в семь с небольшим земных, в тепловой зоне несколько дальше Марса, если проводить аналогию с Солнечной системой... Эта планета могла стать обитаемой как раз таки при наличии мощного парникового эффекта, и был сделан расчет, согласно которому от трех до пятидесяти атмосфер CO2 над землеподобной поверхностью достаточны, чтобы довести температуру до точки плавления воды... На самом деле, если считать, что она формировалась на примерно том же расстоянии от звезды - то при такой массе планета должна была захватить большое количество льдов и газа из протопланетной туманности, и скорее всего, похожа на Нептун, с атмосферой из водорода и гелия и ледяной/водяной поверхностью, упрятанной на уровне сотен-тысяч атмосфер. (У Нептуна 15 kBar, а поверхность уже на уровне градусов 500 - 1000 и суперкритическая). Короче, если поверхность расположена не очень глубоко, вплоть до 100 - 200 - атм - она ледяная и обладает большой отражательной способностью, что дополнительно охлаждает планету, а океан расположен под сплошной ледяной корой.
Во втором варианте, если атмосфера мощнее, солнечные лучи не доходят до поверхности, но она нагревается за счет внутреннего тепла и удерживает его благодаря термоизолирующим свойствам мощного слоя газа, и скорее всего становится жидкой. Температура зависит от атмосферного давления и интенсивности теплового потока, и может быть где угодно в диапазоне от нуля и до критической точки при 374оС (и дальше, как у Нептуна), в последних случаях обитаемыми становятся плотные нижние слои атмосферы, прогретые и насыщенные водяным паром. Учитывая, что масса все-таки намного меньше, чем у Нептуна - нахватать много водорода она не сможет и наиболее вероятен вариант первый. Почти совершенно точно: 1) у планеты нет скалистой поверхности и 2) в атмосфере нет ни капли CO2, он весь растворен в поверхностном/подледном океане.
Короче, несмотря на то, что планета явно не похожа на Землю, вопрос обитаемости до сих пор открыт - и год назад команда энтузиастов арендовала мощный радиотелескоп в Австралии (hellofromearth), с помощью которого отправила туда набор сообщений.* Моё там тоже есть :)
И как раз когда сигнал прошел свой первый световой год, в той же системе была открыта Gliese 581g - точно между первыми двумя!!! Это совершенно прекрасно!
Мир бешеных ветров и величественных волн, где рваные грозовые тучи вздымаются на головокружительную высоту и бешено несутся по синевато-оранжевому небу, а из-за них выглядывает огромный и недвижный диск Gliese 581, заливая все вокруг негаснущим глубоким оранжевым светом, где неистовые теплые ливни тропического пояса сменяются величественным спокойствием и плывущими айсбергами Закатной полосы ("come with us, offering shelter From the icy wind that shivers, Come with us to the twilight zone, oh yeah!..") а за ней - обратная сторона, погруженная в вечную морозную тишь, и только синий диск Gliese 581d медленно плывет над поземкой среди переливающихся звезд...
Короче говоря, предсказательные описания опять достаточно топорны, но можно себе представить, как этот мир скорее всего выглядит.
масса в три с половиной массы Земли намного меньше принятой границы между планетами земного типа и "нептунами", проходящей по 7 Mearths, но в реальности могут быть отклонения и в ту, и в другую сторону. Далеко за снеговой линией и планета массой в две земных будет иметь все свойства ледяного гиганта, а у звезд с высоким содержанием тяжелых металлов могут образовываться скалистые планеты в десятки масс Земли... Gl 581g формировалась в относительно теплой зоне внутри границы снеговой линии, однако к моменту формирования эта область, вероятно, была как следует перемешана мигрировавшим вовнутрь газовым гигантом Gliese 581b, благодаря чему в ее состав вошло много протопланетных тел с большим содержанием льда (водяного). Сколько на самом деле - сказать сложно, но весьма вероятно, что намного больше, чем на Земле и достаточно для образования сплошного океана глубиной в сотни километров. Кроме того, изначально должна была образоваться первичная атмосфера из водорода и гелия с давлением в сотни атмосфер. Радиус планеты зависит от соотношения скальных пород и льда в ее составе, и будет равен от 1,35 Rearths для земного состава, до 2,0 для планеты полностью изо льда, с наиболее вероятным где-то около 1,55. Вторая космическая скорость при этом составит 18, 17 или 15 км/с соответственно, а гравитация на поверхности 1,8, 1,4 и 0,9 g. Планета всегда повернута к звезде одной стороной, как Луна к Земле, поскольку она расположена близко к звезде и лежит внутри зоны приливной синхронизации.
Для того, чтобы газ не улетучивался из атмосферы в космосе, температура наиболее горячих внешних слоев должна быть таковой, чтобы средняя скорость молекул (3kT/Mu)^(1/2) не превышала 1/6 от второй космической. Термосфера интенсивно нагревается поглощением газами жесткого ультрафиолета от звезды, и у Земли ее темература 700-1000оС. Gliese 581 - красный карлик с низкой температурой, и в его спектре почти нет ультрафиолета, поэтому термосферы Gliese 581g скорее всего не столь нагрета и не горячее 500оС. Для молекулярного водорода соотношение V/VII находится немного выше 1/6, а для атомарного - на уровне 1/4, таким образом, водород быстро улетучится из атмосферы в первую очередь за счет фотодиссоциации. Соотношение для гелия составляет 1/8 для наиболее вероятной VII в 17 км/с, но понижается до 1/7 для VII = 15 км/с, и до 1/6 при VII = 17 км/с, и температуры термосферы 1300K, т.е. 1000оС, что вполне могло иметь место при ранних стадиях эволюции звезды в период высокой светимости в УФ за счет вспышек и хромосферной активности.
Таким образом, сейчас в атмосфере планеты имеется 10 - 50 атм гелия, и, что контр-интуитивно, чем больше льдов в составе планеты - тем больше шансов, что часть гелия улетучилась. Еще несколько атмосфер составляет азот, и несколько атмосфер - кислород, образовавшийся за счет фоторасщепления водяного пара в атмосфере, при котором образующийся водород немедленно улетает в космос, а кислород остается. Количество кислорода прямо пропорционально активности звезды, но в любом случае достаточно велико, кроме того кислород образовался рано в геологической истории и местная жизнь должна была научиться дышать им, даже если она к этому была еще не готова =)
Равновесная температура планеты -50оС при высокой поглощательной способности (а излучение поглощается атмосферой и океанами на дневной стороне почти полностью, отчего планета в свете звезды имеет глубокий иссиня-черный цвет с лиловыми точками облаков глубоко в атмосфере), термоизолирующие свойства атмосферы повышают ее на 25-35 градусов (толщина атмосферы больше, чем на Земле, но гелий лучше проводит тепло), и еще 10-20 градусов добавляет парниковый эффект. Приобрести венерианский разгон он не может, так как при повышении температуры испаряется больше водяного пара, который образует больше хорошо отражающих облаков и температура понижается обратно. Температура в среднем по планете получается равной -15 - +5 оС, что, наверное, и имели в виду масс-медиа, заявляя, что "поверхность двойника Земли похожа на Северный Полюс"... Но на подсолнечной стороне температура поднимается заметно выше благодаря постоянно находящейся высоко над горизонтом Gliese 581, а температура зависит от высоты над горизонтом i как T*(4*sin(i))1/4. (поскольку излучающая тепло площадь планеты в 4 раза больше ее поперечного сечения, на которое падает свет, температура пропорциональна корню четвертой степени из интенсивности излучаемого тепла, которое в условиях равновесия совпадает с интенсивностью падающего на единицу площади излучения, а оно пропорционально синусу высоты звезды над горизонтом).
В зоне, где высота звезды составляет 27 градусов над горизонтом (как сейчас в Москве в полдень), жара поднимается под сорок, а в подсолнечной точке достигает 80 - 110оС. Океан при этом не вскипает благодаря высокому атмосферному давлению. Кроме того, излучение Gliese 581 сдвинуто в инфракрасную область (она светит как камин, а не как Солнце), и большая его часть легко поглощается водяным паром. В подсолнечной точке атмосфера будет настолько насыщена им, что большая часть света будет поглощаться прямо в атмосфере, равномерно прогревая ее по всему слою и предотвращая образование облаков. В подсолнечной точке около ста градусов жары, ясное небо (того самого оттенка =) ) и полный штиль, а конвективные потоки свободно поднимаются к висящему в зените раскаленному диску Gliese 581 до самой границы тропосферы, т.е. до уровня, где давление водяного пара перестанет быть намного меньше парциального давления гелия, больше чем на полторы сотни километров над морем! (еще и потому, что, шкала высоты больше в 5 раз, чем у нас) Вся толща атмосферы содержит воды на сотни МЕТРОВ осадков, нагретый воздух поднимается вверх, растекается в стороны, а около 50-60 градусов "широты", где инсоляция ослабевает, пар конденсируется и проливается в океан чудовищной силы ливнем.
Всего в атмосфере есть несколько глобальных конвективных ячеек, со ступенчатым уменьшением температуры и содержания влаги, и они расположены в поясах, концентрических относительно подсолнечной точки, с чередующимися восходящими и нисходящими потоками. Вращение планеты вокруг своей оси медленное, благодаря чему кориолисова сила мала, ее не хватает, чтобы расположить климатические зоны вокруг полюсов, но не подсолнечной точки, и все же хватает на некоторую деформацию зон и наличие циклонических вихрей. Ближе к сумеречной зоне температурные различия велики и разгоняют мощные ветра внутри зон. На высоте звезды над горизонтом 15 градусов буйство стихает, и там расположен "умеренный пояс" с прохладной погодой. Тем не менее, при удалении от подсолнечной точки освещение ослабевает очень быстро, и на самой сумеречной зоне, где Gliese 581 лежит на горизонте, уже мороз; там океан замерзает, а стоковые ветра с ночной стороны гонят постоянные снежные бури навстречу звезде. На самой ночной стороне одна конвективная ячейка, а в центре, где опускается холодный воздух, стоит мороз до -50.
Все это вполне обитаемо и совершенно прекрасно, не так ли? =))
Однако существует и вариант климата Snowball Earth - если в подсолнечной точке отражательная способность больше 75%, то средняя температура там опускается ниже нуля. То есть, если океан в ней покроется льдом, то он не сможет растаять даже там, а на всей остальной поверхности - тем более, и планета покроется льдом полностью. И именно это могла случится, если большая часть гелия в атмосфере потеряна на ранних стадиях эволюции планеты. Если общее давление меньше 1-2 атмосферы, пар в подсолнечной точке все-таки будет конденсироваться, а поскольку отражательная способность облаков тоже больше 75% - температура упадет достаточно и вода замерзнет. Вероятность этого увеличивается с ростом доли воды в составе планеты (см. ранее), хотя и не очень велика...
Тем не менее да - это та самая планета, по которой с очень высокой вероятностью можно гулять без скафандра. Лучше - с досками для сёрфинга =)) И вероятность существования там углеродно-водной жизни в том или ином виде, с учетом современных представлений о ее формировании - близка к единице.
В общем, можно считать, что человечество только что мотивировало себя лететь к звездам.
(эта картинка явно делалась исходя из землеподобности и совершенно неправильная, автор даже не потрудился подвинуть баланс белого, последнюю тоже рисовал не я =) Хотя, что интересно, за вычетом цветов - похоже, а подробного разбора условий на поверхности, который и может привести к таким выводам, я не находил. Наверное стырили первую попавшуюся картинку с красным карликом и отметили Gl 581g ))
*Если разумная жизнь там есть - она скорее всего водоплавающая в глубоком океане и прием радиосигналов для них будет весьма затруднителен...
PS кстати, в этой системе есть и еще одна условно обитаемая планета, Gliese 581e с массой 1,9 Mearths. На своем расстоянии от звезды в 0,03 а.е. она получает даже чуть больше тепла, чем Меркурий, но имеет большую массу, а значит, скорее всего обладает вторичной атмосферой из N2, O2 и CO2, причем не слишком плотной - вероятно, немного менее, нем у Земли. И вблизи границы дневной и ночной стороны, на "широте" 5 - 10 градусов там не так жарко. Хотя остальная часть дневной стороны скорее похожа на Арракис =)