НОА 2013, II кръг (областен), 11–12 клас — Задача 2. Обитаеми планети

• Границите на зоната са $0.8/\sqrt{77} \approx 0.091$ AU и $2.0/\sqrt{77} \approx 0.228$ AU; в нея попадат Gliese 581 g и Gliese 581 d. Най-големи надежди има за Gliese 581 g (близо до средата на зоната, маса ~3 земни маси); Gliese 581 d е близо до външната граница и е по-масивна (~6 земни маси).

  $\sqrt{77} \approx 8.77$

Предполагаме, че в зоната благоприятна за живот около Gliese 581 осветеността, създавана от тази звезда, е същата като осветеността, създавана от Слънцето в рамките на неговата зона благоприятна за живот. Осветеността е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието до звездата. Светимостта на Gliese 581 е 77 пъти по-слаба от слънчевата. Следователно всяка от границите на зоната благоприятна за живот там трябва да е $\sqrt{77} \approx 8.77$ пъти по-близка до звездата, отколкото в случая на нашата Слънчева система. Това съответства на граници между $0.8/8.77 \approx 0.091\,\mathrm{AU}$ и $2.0/8.77 \approx 0.228\,\mathrm{AU}$. Както се вижда от таблицата, в тази зона попадат планетите Gliese 581 g и d. Но планетата Gliese 581 d е много близо до външната граница на зоната. Ако нейната орбита има достатъчно голям ексцентрицитет, в значителна част от орбиталния си период тази планета може да се оказва извън зоната благоприятна за живот. Тази планета има доста голяма маса – около 6 пъти надвишаваща земната маса. Наистина при по-силното си гравитационно привличане тя би задържала около себе си по-плътна атмосфера, която може би осигурява парников ефект и вследствие на това – по-висока температура на повърхността. Но от друга страна твърде силната гравитация на повърхността би могла да се окаже и не особено благоприятен фактор за развитието на живот там. Най-големи надежди могат да се възложат на планетата Gliese 581 g . Тя е близо до средата на зоната благоприятна за живот и нейната маса е само около 3 пъти по-голяма от земната маса.

Самата звезда Gliese 581 има един параметър, който е благоприятен за появата и развитието на живот на планета около нея. Това е звезда червено джудже с малка маса, от което следва, че ще има дълъг живот в стабилно състояние – много по-продължителен дори от живота на нашето Слънце.

Критерии за оценяване (общо 10 т.):

За правилен метод за определяне на границите на зоната благоприятна за живот около Gliese 581 – 2 т.

За верни пресмятания – 2 т.

За опрделяне кои от планетите попадат в тази зона – 2 т.

За разсъждения относно възможността планетата Gliese 581 g да е обитаема – 2 т.

За разсъждения относно възможността планетата Gliese 581 d да е обитаема – 2 т.