Astronomers have discovered several candidates of so called “super-Earth,” potentially habitable planets outside solar system, raising anticipation to find extraterrestrial life forms.
However, new study indicates such planets may be dry despite ideal distance to their stars.
According to a research published on Space.com, Alien planets might experience tidal forces powerful enough to remove all their water, leaving behind hot, dry worlds like Venus.
Liquid water is considered the key element of determining weather a planet is habitable, because life exists virtually wherever there is liquid water on Earth.
Previously, starlight has been considered to be the key condition for existence of liquid water. Too far from a star, and the lack of light makes a world too cold, freezing all its water; too close to a star, and all that blazing heat makes a world too hot, boiling all of its water off in what is known as a runaway greenhouse effect.
Venus is the perfect example of such effect, where solar radiation broke up all of Venus's vaporized water into hydrogen and oxygen, which leaked away from the planet entirely.
Nevertheless, scientists are now saying Tidal heating can also trigger runaway greenhouse effect, making “tidal Venuses.”
Effects of tidal falls significantly with distance, which means tidal Venuses do not occur around stars as massive as our sun.
But around dimmer and smaller stars -- less than a third the mass of our sun – and failed or dead stars known as dwarf stars, it is possible for a tidal wave to completely dry out liquid water the starlight has failed to vaporize.
The problem is these dwarf star systems are where many of potentially habitable planets were discovered, because their dim nature means their habitable zones are theoretically very close.
Earlier this month, it has been reported a planet around a star known as GJ 667C was new best candidate to support liquid water and potentially life.
However, GJ 667C is also an M-class dwarf star, meaning it is also a candidate to producing tidal Venuses.
After a tidal Venus loses all its water and becomes uninhabitable, the tides could alter its orbit so that it no longer experiences tidal heating. As such, it might no longer appear like a tidal Venus, but look just like any other world in its star's habitable zone, fooling researchers into thinking it is potentially friendly for life, even though it has essentially been sterilized.
Scientists are hoping by factoring these findings, they can waste less time on observing dry worlds.
“As candidates for habitable worlds are found, tidal effects need careful attention,” Rory Barnes, a planetary scientist and astrobiologist at the University of Washington said. “You don’t want to waste time on desiccated planets.”
On the other hand planetary scientist Norman Sleep at Stanford University, who did not take part in this research, suggests some positive effects of tidal heat in finding habitable planets.
Sleep says it could be that instead of triggering a runaway greenhouse effect, tidal heating might actually warm otherwise frigid planets enough for them to have liquid water on their surface.
“Whether or not something could stay habitable or not through this mechanism is unclear to me,” he cautioned.
<관련 한글 기사>
'슈퍼지구’ 생명체 없을 수도
생명체가 살 수 있을 것으로 생각돼 온 외부 행성, 이른바 슈퍼지구들이 실제로는 중심별의 강력한 기조력에 의해 물을 모두 빼앗기고 금성처럼 뜨겁고 메마른 곳이 됐을 가능성이 있다고 우주과학 웹사이트 스페이스 닷컴이 13일 최신 연구를 인 용 보도했다.
이른바 ‘생명체가 살 수 있는 행성’으로 불리는 이런 외부 행성들은 중심별과의 거리가 너무 가깝지도 멀지도 않아 생명체 서식의 기본 조건인 액체 상태의 물이 존 재할 것으로 예상돼 왔지만 미국 워싱턴 주립대 연구진은 중심별의 열 뿐만 아니라 ‘조석열’(潮汐熱)도 행성으로부터 물을 빼앗아 갈 수 있다고 주장했다.
이들은 최근 열린 미국 천문학회 발표를 통해 이런 현상은 ‘생명체 서식가능 영역’(HZ: Habitable Zone)의 개념을 근본적으로 바꾸는 것이며 따라서 HZ 행성 추적 노력에도 큰 영향을 미칠 것이라고 강조했다.
이들은 “행성의 생명체 서식 가능성은 중심별의 빛 외에 다른 에너지원에 의해서도 제약될 수 있다”고 지적했다.
지구는 태양과 달의 인력에 의한 조석을 경험하지만 우리 태양계 안의 다른 행성들에 비하면 아주 작은 수준이다. 예를 들어 목성 위성 유로파가 목성의 중력으로 부터 받는 기조력은 지구가 달로부터 받는 것의 약 1천 배나 돼 유로파를 뜨겁게 달 구고 있다.
많은 학자들은 금성에서 걷잡을 수 없는 온실효과가 일어났으며 결국 증발된 물 이 모조리 태양 광선에 의해 수소와 산소로 분리돼 우주로 날아가 버린 것으로 생각 하고 있다.
연구진은 그러나 태양열만이 아니라 조석열도 이처럼 행성에 온실 효과에 의한 기후 재난을 일으킬 수 있으며 그 결과 많은 행성들을 금성처럼 만들 수 있다고 주장했다.
‘조석에 의한 금성화’(tidal Venuses) 현상은 우리 태양과 같은 별 주위에서는 일어날 수 없는 것으로 알려져 있다. 우리 태양계에서는 태양에 의한 조석 효과가 거리에 따라 급격히 감소하기 때문이다.
그러나 질량이 우리 태양의 3분의1 이하인 주계열성들, 예를 들어 갈색왜성이나 백색왜성 주위에서라면 이런 현상이 일어날 수 있다고 연구진은 지적했다.
조석에 의한 금성화 현상을 일으킨 행성은 모든 물을 잃고 생명체가 살 수 없게 되지만 조석력에 의해 궤도가 바뀌어 더 이상 조석열을 받지 않게 되고 마치 생명체 가 살 수 있는 환경에 있는 것처럼 보인다는 것이다.
연구진은 빛이 약한 별 주위에서 행성들이 발견되고 있지만 이런 사실들을 적용 한다면 과학자들이 메마른 행성에 공연히 시간을 낭비하지 않게 될 것이라고 강조했다.
