Exo-Milankovitch Perioder

[BjarneModerator Super Nova]

Exo-Milankovitch Cycles I: Orbits and Rotation States

ABSTRACT: The obliquity of the Earth, which controls our seasons, varies by only ~2.5 degrees over ~40,000 years, and its eccentricity varies by only ~0.05 over 100,000 years. Nonetheless, these small variations influence Earth’s ice ages. For exoplanets, however, variations can be significantly larger. Previous studies of the habitability of moonless Earth-like exoplanets have found that high obliquities, high eccentricities, and dynamical variations can extend the outer edge of the habitable zone by preventing runaway glaciation (snowball states). We expand upon these studies by exploring the orbital dynamics with a semi-analytic model that allows us to map broad regions of parameter space. We find that in general, the largest drivers of obliquity variations are secular spin-orbit resonances. We show how the obliquity varies in several test cases, including Kepler-62 f, across a wide range of orbital and spin parameters. These obliquity variations, alongside orbital variations, will have a dramatic impact on the climates of such planets.

Jordaksens hældning, som bestemmer årstiderne, varierer med beskedne ~2.5 grader over en 40000 årig periode. Jordbanens eccentricitet varierer med kun ~0.05 over en 100000 årig periode. Disse små variationer styrede ikke desto mindre Jordens seneste istider. Disse variationer kan imidlertid være betydeligt større for exoplaneter. Tidligere undersøgelser af beboeligheden af måneløse jordlignende exoplaneter har fundet, at store hældninger, høje eccentriciteter og dynamiske variationer af disse kan udvidde den ydre grænse for den beboelige zone ved at hindre en løbsk nedisning. Forfatterne udvider disse studier ved at undersøge banedynamikken med en semi-analytisk model, som tillader dem at kortlægge et større område af parameterrummet. De viser, hvordan hældningen varierer i adskillige testtilfælde, som inkluderer Kepler-62 f, over et bredt område af bane- og rotationsparametre. Disse hældningsvariationer, sammen med banevariationer, wil have en dramatisk indflydelse på sådanne planeters klima.

[Forfatter]

Indlæg