A influência da condensação de CO2 na superfície na evolução de planetas rochosos quentes e frios orbitando estrelas semelhantes ao sol

Zona habitável clássica estendida para temperaturas estelares de 2.600 a 10.000 K (com base no trabalho de Ramirez e Kaltenegger)

A zona habitável é a região ao redor de uma estrela onde corpos estagnados de água líquida podem ser estáveis em uma superfície planetária.

Freqüentemente, assume-se que sua largura é ditada pela eficiência do ciclo carbonato-silicato, que manteve as condições de superfície habitável em nosso planeta por bilhões de anos. Este ciclo pode ser inibido pela condensação de superfície de quantidades significativas de gelo de CO2, o que é provável que ocorra em planetas distantes contendo níveis altos o suficiente de CO2 atmosférico.

Esse processo pode aprisionar permanentemente o gelo de CO2 no planeta, ameaçando sua habitabilidade a longo prazo. Trabalhos recentes modelaram este cenário para corpos planetários inicialmente frios e gelados orbitando o sol. Aqui, usamos um modelo de balanço de energia avançado para considerar planetas inicialmente quentes e frios em rotação rápida orbitando estrelas F – K.

Fluxo de calor meridional para um planeta semelhante à Terra orbitando uma estrela semelhante ao Sol a 1 UA, tendo uma pressão atmosférica de CO 2 de 3,3 · 10?4 bar e obliquidades de 0? , 23,5? , 45? e 90? . Em obliquidades baixas, o calor é transportado do equador em direção aos pólos, enquanto o transporte na direção oposta é favorecido em obliquidades altas o suficiente.

Mostramos que a faixa de distâncias orbitais onde ocorre condensação significativa de CO2 na superfície do gelo é significativamente reduzida para planetas com partida a quente. O tipo de estrela não afeta esta conclusão, embora o gelo de CO2 na superfície se condense em uma fração maior da zona habitável em torno de estrelas mais quentes. As simulações de partida a quente são, portanto, consistentes com as previsões do modelo 1-D, sugerindo que os limites clássicos da zona habitável nesses modelos anteriores ainda são válidos. Também descobrimos que as simulações de inicialização a frio exibem tendências que são consistentes com aquelas de trabalhos anteriores para o Sol, embora agora estendamos a análise para outros tipos de estrelas.


Publicado em 31/03/2021 13h23

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