Als wir das letzte Mal bei Gliese 581d eincheckten, hatte ein Team der Universität Paris vorgeschlagen, dass der beliebte Exoplanet Gliese 581d bewohnbar sein könnte. Die Arbeit des Teams basierte jedoch auf eindimensionalen Simulationen einer Säule hypothetischer Atmosphären auf der Tagesseite des Planeten. Um besser zu verstehen, wie Gliese 581d aussehen könnte, war eine dreidimensionale Simulation angebracht. Glücklicherweise hat eine neue Studie desselben Teams die Möglichkeit einer solchen Untersuchung untersucht.
Die neue Untersuchung war erforderlich, da der Verdacht besteht, dass Gliese 581d gezeitengesperrt ist, ähnlich wie Merkur in unserem eigenen Sonnensystem. Wenn ja, würde dies eine permanente Nachtseite auf dem Planeten schaffen. Auf dieser Seite wären die Temperaturen deutlich niedriger und Gase wie CO2 und H.2O befindet sich möglicherweise in einer Region, in der sie nicht länger gasförmig bleiben können und auf der Oberfläche zu Eiskristallen gefrieren. Da diese Oberfläche niemals das Licht der Welt erblicken würde, könnten sie nicht erwärmt und wieder in die Atmosphäre freigesetzt werden, wodurch der Planet von Treibhausgasen befreit wird, die zur Erwärmung des Planeten erforderlich sind, was von Astronomen als „atmosphärischer Zusammenbruch“ bezeichnet wird.
Um ihre Simulation durchzuführen, ging das Team davon aus, dass das Klima von den Treibhauseffekten von CO dominiert wird2 und H.2O da dies für alle felsigen Planeten mit signifikanten Atmosphären in unserem Sonnensystem gilt. Wie bei ihrer vorherigen Studie führten sie mehrere Iterationen mit jeweils unterschiedlichen atmosphärischen Drücken und Zusammensetzungen durch. Für Atmosphären mit weniger als 10 Balken deuteten die Simulationen darauf hin, dass die Atmosphäre entweder auf der dunklen Seite des Planeten oder in der Nähe der Pole zusammenbrechen würde. Danach verhinderten die Auswirkungen von Treibhausgasen das Einfrieren der Atmosphäre und sie wurde stabil. In den stabilen Modellen, in denen ein Teil des CO vorhanden war, trat noch eine gewisse Eisbildung auf2 würde in der oberen Atmosphäre gefrieren und Wolken bilden, ähnlich wie auf dem Mars. Dies hatte jedoch einen Nettoerwärmungseffekt von ~ 12 ° C.
In anderen Simulationen fügte das Team Ozeane mit flüssigem Wasser hinzu, um das Klima zu mildern. Ein weiterer Effekt davon war, dass die Verdampfung von Wasser aus diesen Ozeanen auch zu einer Erwärmung führte, da es als Treibhausgas dienen kann. Die Bildung von Wolken könnte jedoch die globale Temperatur senken, da Wasserwolken die Albedo des Planeten erhöhen, insbesondere im roten Bereich der Spektren, die die am weitesten verbreitete Lichtform des Elternsterns ist, ein roter Zwerg. Wie bei Modellen ohne Ozeane lag der Kipppunkt für stabile Atmosphären jedoch tendenziell bei etwa 10 bar Druck. Darunter "dominierten Kühleffekte und es kam zu einer außer Kontrolle geratenen Vereisung, gefolgt von einem atmosphärischen Zusammenbruch". Oberhalb von 20 bar erhöhte das zusätzliche Einfangen von Wärme aus dem Wasserdampf die Temperaturen im Vergleich zu einem vollständig felsigen Planeten erheblich.
Die Schlussfolgerung ist, dass Gliese 581d möglicherweise bewohnbar ist. Das Potenzial für Oberflächenwasser besteht für eine „breite Palette plausibler Fälle“. Letztendlich hängen sie alle von der genauen Dicke und Zusammensetzung jeder Atmosphäre ab. Da der Planet den Stern nicht durchquert, ist eine Spektralanalyse durch Übertragung von Sternenlicht durch die Atmosphäre nicht möglich. Da das Gliese 581-System relativ erdnah ist (nur 20 Lichtjahre), schlägt das Team vor, die Spektren mit zukünftigen Instrumentengenerationen möglicherweise direkt im Infrarotbereich der Spektren zu beobachten. Sollten die Beobachtungen mit den für die verschiedenen bewohnbaren Planeten vorhergesagten synthetischen Spektren übereinstimmen, würde dies als starker Beweis für die Bewohnbarkeit des Planeten angesehen.
