Indeks podobieństwa Ziemi
Indeks podobieństwa Ziemi ( ESI ) to proponowana charakterystyka podobieństwa obiektu o masie planetarnej lub naturalnego satelity do Ziemi . Został zaprojektowany jako skala od zera do jednego, przy czym Ziemia miała wartość jeden; ma to na celu uproszczenie porównań planet z dużych baz danych.
Skala nie ma ilościowego znaczenia dla zamieszkiwania .
Sformułowanie
ESI, zaproponowany w 2011 r. przez Schulze-Makuch i in. w czasopiśmie Astrobiology , włącza do indeksu promień , gęstość , prędkość ucieczki i temperaturę powierzchni planety . Zatem autorzy opisują wskaźnik jako składający się z dwóch składowych: (1) związanej z wnętrzem, która jest związana ze średnim promieniem i gęstością nasypową, oraz (2) związana z powierzchnią, która jest związana z prędkością ucieczki i temperaturą powierzchni. Artykuł na temat wyprowadzenia formuły ESI został udostępniony przez Kashyap Jagadeesh i in. (2017). ESI zostało również wspomniane w artykule opublikowanym w Revista Cubana de Física .
W przypadku egzoplanet prawie w każdym przypadku znany jest z pewnym stopniem pewności tylko okres orbitalny planety wraz z proporcjonalnym pociemnieniem gwiazdy spowodowanym tranzytem planety lub zmianą prędkości radialnej gwiazdy w odpowiedzi na planetę, a więc każdy inna właściwość, która nie jest bezpośrednio określona przez te pomiary, jest spekulacyjna. Na przykład, podczas gdy na temperaturę powierzchni ma wpływ wiele czynników, w tym natężenie promieniowania , ogrzewanie pływowe , albedo , nasłonecznienie i ocieplenie cieplarniane , ponieważ czynniki te nie są znane dla żadnej egzoplanety, podane wartości ESI wykorzystują temperaturę równowagi planetarnej jako rezerwę.
Strona internetowa prowadzona przez jednego z autorów artykułu Astrobiology z 2011 roku , Abela Méndeza z University of Puerto Rico w Arecibo , zawiera listę jego obliczeń wskaźnika dla różnych układów egzoplanetarnych. ESI Méndeza oblicza się jako
- ,
gdzie { w_ jest ważonym wykładnikiem każdej właściwości , a całkowita liczba właściwości Jest porównywalny i skonstruowany na podstawie indeksu podobieństwa Braya-Curtisa . Wagi przypisane do każdej właściwości dowolnymi parametrami , które można wybrać, aby podkreślić pewne cechy nad innymi lub uzyskać pożądane progi indeksu lub Strona internetowa klasyfikuje również to, co opisuje jako nadające się do zamieszkania planety i księżyce według trzech kryteriów: położenie w strefie nadającej się do zamieszkania, ESI oraz spekulacje na temat zdolności do utrzymania organizmów na dole łańcucha pokarmowego, zestawiony inny indeks na stronie internetowej określonej jako „Global Primary Habitability scale”.
Astrobiology z 2011 roku i znalezione w nim wartości ESI zwróciły uwagę prasy w momencie publikacji artykułu. W rezultacie zgłoszono, Mars ma drugi najwyższy ESI w Układzie Słonecznym z wartością 0,70. Zgłoszono , że wiele egzoplanet wymienionych w tym artykule ma wartości przekraczające te wartości.
Inne wartości ESI, które zostały zgłoszone przez osoby trzecie, obejmują następujące źródła:
Brak związku z możliwością zamieszkania
Chociaż ESI nie charakteryzuje zamieszkiwalności , biorąc pod uwagę, że punktem odniesienia jest Ziemia, niektóre jej funkcje odpowiadają tym, które są wykorzystywane przez miary zamieszkiwania. Podobnie jak w przypadku definicji strefy nadającej się do zamieszkania , ESI wykorzystuje temperaturę powierzchni jako podstawową funkcję (i ziemski punkt odniesienia). Artykuł z 2016 roku wykorzystuje ESI jako schemat wyboru celu i uzyskuje wyniki pokazujące, że ESI ma niewielki związek z możliwością zamieszkania na egzoplanecie, ponieważ nie uwzględnia aktywności gwiazdy , blokowania pływów planetarnych ani pola magnetycznego planety (tj. zdolność do samoobrony), które są jednymi z kluczy do nadających się do zamieszkania warunków na powierzchni.
Zauważono, że ESI nie rozróżnia podobieństwa Ziemi od podobieństwa Wenus , gdzie planety o niższym ESI mają większe szanse na zamieszkanie.
Planety o rozmiarach zbliżonych do Ziemi
Klasyfikacja egzoplanet jest trudna, ponieważ wiele metod wykrywania egzoplanet pozostawia kilka nieznanych cech. Na przykład w przypadku metody tranzytowej pomiar promienia może być bardzo dokładny, ale często szacuje się masę i gęstość. Podobnie jest z prędkości radialnych , które mogą zapewnić dokładne pomiary masy, ale są mniej skuteczne w pomiarach promienia. Planety obserwowane za pomocą wielu różnych metod można zatem najdokładniej porównać z Ziemią.
Podobieństwo nie-planet do Ziemi
Indeks można obliczyć dla obiektów innych niż planety, w tym naturalnych satelitów , planet karłowatych i asteroid . Niższa średnia gęstość i temperatura tych obiektów daje im niższe wartości wskaźnika. że tylko Tytan (księżyc Saturna) utrzymuje znaczną atmosferę pomimo ogólnie mniejszych rozmiarów i gęstości. Podczas gdy Io (księżyc Jowisza) ma niską średnią temperaturę, temperatura powierzchni Księżyca zmienia się gwałtownie z powodu aktywności geologicznej.
