У пошуках водного світу. Астрономи з'ясували, на яких планетах у Чумацькому Шляху є вода

Наразі астрономам відомі приблизно 60 кам'янистих екзопланет, які обертаються в зоні населеності своїх зірок. Тобто на них може бути вода в рідкому вигляді. Для визначення того, чи може бути на цих планетах життя, важливу роль відіграє виявлення води в їхніх атмосферах. Автори дослідження, опублікованого на сервері препринтів arXiv, за допомогою моделювання визначили, якою є вірогідність того, що на відомих кам'янистих планетах є рідка вода на поверхні або під нею, пише Universe Today.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Половина зірок нашої галактики є червоними карликами і саме біля них було виявлено більшість екзопланет, які перебувають у зоні населеності. Але на червоних карликах часто відбуваються дуже потужні спалахи, сильніші, ніж на Сонці. Тому такі викиди енергії та плазми можуть знищити атмосферу планети, а за нею зникне і вода на поверхні. Але, можливо, на таких кам'янистих планетах вода в рідкому вигляді перебуває під поверхнею, хоча самі світи можуть або взагалі не мати атмосфери, або вона буде дуже розріджена. Але життя в таких підземних водах все ж може існувати.

Автори дослідження взяли список відомих кам'янистих екзопланет, які перебувають у зоні населеності своїх зірок, що передбачає теоретичну наявність життя, і створили моделі надр 28 світів. Водночас моделі припускали наявність чотирьох різних шарів у планет: залізного ядра, кам'янистої мантії, шару льоду під високим тиском і поверхневого шару льоду або води.

За словами вчених, крім структури планети, її тепловий баланс відіграє важливу роль у вмісті в ній рідкої води. Є два способи, за допомогою яких планета може створювати тепло:

• радіогенне тепло, виникає внаслідок радіоактивного розпаду ізотопів урану, торію і калію в мантії та корі планети;
• приливне нагрівання виникає через тертя, що створюється орбітою і обертанням планети.

Вчені використовували обидва способи створення тепла у своїх моделях.

Деякі з планет у дослідженні добре відомі:

• Проксима Центавра b — це найближча до Землі екзопланета;
• екзопланети вже відомої зоряної системи TRAPPIST-1;
• екзопланети, зокрема TOI 700d, які дуже схожі на Землю за розмірами.

Ґрунтуючись на масі та діаметрі кожної планети, вчені визначили масову частку води для кожного з 28 світів. Це міра того, яку частину маси кожної планети становить вода. У результаті моделювання було отримано діапазон масових часток води для кожної планети. Вчені виявили, що всі 28 планет у їхній вибірці можуть мати глобальну крижану або водну поверхню. Деяким із них навіть не потрібна атмосфера.

Згідно з дослідженням, на планетах із температурою поверхні, нижчою за температуру плавлення, все ще може бути вода, але вона буде вкрита льодом. Якщо вихід тепла з надр буде досить високим, то ці світи можуть містити підземні резервуари з рідкою водою.

Водночас вчені вважають, що на деяких із 28 планет так багато води, що вони можуть бути водними світами. У цих випадках водяна пара може забезпечити достатній атмосферний тиск для збереження поверхневих океанів. Наприклад, такими планетами можуть бути Kepler-62 f, Kepler-452 b і Kepler-442 b.

Якщо деякі з результатів дослідження вірні, то водних світів, навіть із підземними океанами, може бути більше, ніж зараз прийнято вважати. І навіть під поверхнею в цих океанах може процвітати життя.

Як уже писав Фокус, вперше вивчено лід у диску, що створює планети. Вчені отримали важливі дані, які допоможуть краще зрозуміти історію формування Землі.