Index podobnosti Země - Earth Similarity Index

Ačkoli se pozemské planety sluneční soustavy liší velikostí a teplotou, mají tendenci mít vysoké hodnoty indexu podobnosti Země - Rtuť (0.596), Venuše (0.444), Země (1,00) a Mars (0.697)^{[Citace je zapotřebí ]}. Velikosti v měřítku.^[1]

The Index podobnosti Země (ESI) je navrhovaná charakteristika toho, jak podobné a planetární hmotný objekt nebo přirozený satelit je Země. Byl navržen jako stupnice od nuly do jedné, přičemž Země měla hodnotu jedna; to má zjednodušit srovnání planet z velkých databází. Nemá žádný kvantitativní význam pro obyvatelnost. V září 2020 však astronomové identifikovali 24 superhabitable planet (planety lepší než Země) uchazeči, z více než 4000 potvrzených exoplanety v současné době na základě astrofyzikální parametry, stejně jako přírodní historie z známé formy života na Země.^[2]

Formulace

ESI, jak navrhl v roce 2011 Schulze-Makuch et al. v deníku Astrobiologie, obsahuje planetu poloměr, hustota, úniková rychlost, a povrchová teplota do indexu.^[3] Autoři tedy popisují index, který má dvě složky: (1) spojený s vnitřkem, který je spojen se středním poloměrem a objemovou hustotou, a (2) spojený s povrchem, který je spojen s únikovou rychlostí a povrchovou teplotou. Článek o derivaci formulace ESI zpřístupňuje Kashyap Jagadeesh et al. (2017). ESI byl také zmíněn v článku publikovaném v Revista Cubana de Física.^[4]

Pro exoplanety, téměř ve všech případech pouze na planetě oběžná doba spolu s proporcionální stmívání hvězdy v důsledku přechodu planety nebo radiální variace rychlosti hvězdy v odezvě na planetu je známa s jakoukoli mírou jistoty, a tak je každá další vlastnost, která není těmito měřeními přímo určena, spekulativní. Například zatímco povrchová teplota je ovlivňována řadou faktorů, včetně ozáření, přílivové vytápění, albeda, sluneční záření a oteplování skleníku, protože tyto faktory nejsou známy pro žádnou exoplanetu, používají se hodnoty uvedené v ESI planetární rovnovážná teplota jako záskok.^[3]

Web udržovaný jedním z autorů roku 2011 Astrobiologie článek, Abel Méndez na University of Puerto Rico v Arecibu, uvádí jeho výpočty indexu pro různé exoplanetární systémy.^[5] Méndezova ESI se počítá jako

${ displaystyle { mathsf {ESI}} = prod _ {i = 1} ^ {n} left (1 - { Big vert} { frac {x_ {i} -x_ {i0}} {x_ {i} + x_ {i0}}} { Big vert} right) ^ { frac {w_ {i}} {n}}}$,

kde ${ displaystyle x_ {i}}$ a ${ displaystyle x_ {i0}}$ jsou vlastnosti mimozemského těla a Země, ${ displaystyle w_ {i}}$ je vážený exponent každé vlastnosti a ${ displaystyle n}$ je celkový počet vlastností. Je srovnatelný s a vytvořen z Index podobnosti Bray – Curtis.^[5][6] Hmotnost přiřazená každé vlastnosti ${ displaystyle w_ {i}}$, jsou volné parametry které lze zvolit pro zdůraznění určitých charakteristik nad ostatními nebo pro získání požadovaných prahových hodnot indexu nebo hodnocení. Webové stránky také řadí to, co popisuje, jako obyvatelnost planet a měsíců podle tří kritérií: umístění v obyvatelné zóně, ESI, a spekulace ohledně schopnosti udržovat organismy na dně potravinového řetězce, porovnávaný jiný index na webové stránce označené jako „Globální škála primární primární obyvatelnosti“.^[7]

V roce 2011 Astrobiologie článku a v něm nalezeným hodnotám ESI byla věnována pozornost tisku v době vydání článku. Jako výsledek, Mars byl údajně druhý nejvyšší ESI ve sluneční soustavě s hodnotou 0,70.^[8] Počet exoplanety v uvedeném článku byly hlášeny hodnoty převyšující tuto hodnotu, s Teegarden b údajně nejvyšší ESI^[9] z potvrzeno exoplanety na 0,95.

Další hodnoty ESI, které byly nahlášeny třetími stranami, zahrnují:^[8][5]

V následující tabulce představují planety označené * nepotvrzenou planetu nebo kandidáta na planetu. Vzdálenosti jsou od systému hvězd Země.

Žádný vztah k obyvatelnosti

Přestože ESI necharakterizuje obyvatelnost, vzhledem k tomu, že referenčním bodem je Země, některé jeho funkce se shodují s těmi, které používají měřítka obyvatelnosti. Stejně jako v definici obyvatelná zóna, ESI používá povrchovou teplotu jako primární funkci (a pozemský referenční bod). Článek z roku 2016 používá ESI jako schéma výběru cílů a získává výsledky ukazující, že ESI má malý vztah k obyvatelnosti exoplanety, protože nebere v úvahu aktivita hvězdy planetární přílivové zamykání, ani planety magnetické pole (tj. schopnost chránit se), které patří mezi klíče k obyvatelným povrchovým podmínkám.^[9]

Bylo poznamenáno, že ESI nerozlišuje mezi Země podobnost a Venuše podobnost, jak je vidět v tabulce výše, kde planety s nižším ESI mají větší šanci na obyvatelnost.^[10]

Planety o velikosti podobné Zemi

Porovnání velikostí planet Kepler-69c, Kepler-62e (0.83), Kepler-62f (0,69) a Země. Všechny planety kromě Země jsou pojetí umělců.

Klasifikace exoplanet je obtížná v tom, že mnoho metod detekce exoplanet ponechává několik funkcí neznámých. Například s tranzitní metoda, jedno z úspěšnějších měření poloměru může být vysoce přesné, ale často se odhaduje hmotnost a hustota. Podobně s radiální rychlost metody, které mohou poskytovat přesná měření hmotnosti, ale jsou méně úspěšné při měření poloměru. Planety pozorované řadou různých metod lze proto nejpřesněji srovnat se Zemí.

Podobnost jiných planet než Země

Ukázalo se, že Měsíc, Io a Země jsou v měřítku. Ačkoli jsou výrazně menší, některé měsíce a trpasličí planety sluneční soustavy sdílejí podobnosti s hustotou a teplotou Země.

Index lze vypočítat pro jiné objekty než planety, včetně přírodní satelity, trpasličí planety a asteroidy. Nižší průměrná hustota a teplota těchto objektů jim dává nižší hodnoty indexu. Pouze Titan (Měsíc Saturn) je známo, že si zachovává významnou atmosféru i přes celkově nižší velikost a hustotu. Zatímco Io (Měsíc Jupitera) má nízkou průměrnou teplotu, povrchová teplota na Měsíci se kvůli geologické aktivitě divoce mění.^[11]

Viz také

• Země analog
• Exoplanetologie
• Seznam potenciálně obyvatelných exoplanet
• Superhabitable planet

Reference

externí odkazy

• HEC: Data potenciálních obyvatelných exoplanet a exomonů
• Kalkulačka indexu podobnosti Země