Водные миры
Фото: NASA

Водные миры нашей Галактики могут иметь невероятно глубокие океаны

795
30 апреля 2019

Используя компьютерное моделирование и данные космических телескопов, команда астронома Гарвардского университета Ли Цзэна пришла к выводу, что в нашей Галактике планеты класса суб-Нептун, то есть планеты с радиусом в два-четыре раза превышающим радиус Земли, скорее всего, представляют собой водные миры, а не газовые карлики, окруженные плотной атмосферой, как считалось ранее. Кроме того, ученые выяснили, что поверхность таких планет может быть покрыта одним огромным океаном, глубиной в сотни и даже тысячи километров. Результаты работы были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Водные миры — это гипотетические тела, которые, по мнению ученых, встречаются в Млечном Пути в большом количестве. Есть версия, что подобные объекты находятся и рядом с Землей — это Европа и Энцелад, спутники Юпитера и Сатурна, покрытые льдом, под которым, как предполагается, должна быть вода.

Наблюдения, сделанные за время работы космического телескопа “Кеплер” и других орбитальных обсерваторий, помогли астрономам открыть тысячи экзопланет (так называют тела за пределами Солнечной системы), многие из них расположены в непосредственной близости от своих родительских звезд — гораздо ближе, чем Меркурий к Солнцу. Эти данные показывают, что в природе доминируют два типа экзопланет с размерами, превышающими размер Земли в 1-4 раза: плотные каменистые миры (так называемые “суперземли”) и планеты среднего размера с относительно низкой плотностью (суб-Нептуны).

Согласно устоявшемуся мнению, суб-Нептуны являются газовыми карликами, т.к если бы это были водные миры, они должны были бы находиться на более далеком расстоянии от своих родительских звезд и сформироваться за так называемой “снеговой линией” (на таком расстоянии от родительского светила, где температура становится подходящей для того, чтобы вода, азот, хлор и другие летучие соединения переходили в твердое состояние).  

Команда Ли Цзэна попыталась проверить это мнение — выяснить, имеют ли эти объекты скалистое ядро, окруженное плотной водородно-гелиевой атмосферой (то есть являются ли они газовыми карликами), или все же их атмосфера не слишком плотная и на поверхности содержится огромное количество воды, либо комбинация изо льда и воды (то есть могут ли они быть водными мирами).

Компьютерное моделирование показало, что многие планеты с радиусом в два-четыре раза превышающим радиус Земли, относящиеся к классу суб-Нептунов, являются водными мирами. Кроме того, исследование выявило, что эти объекты способны мигрировать.  

“Мы знаем, что так называемые суб-Нептуны, которые по факту являются водными мирами, находятся очень близко от своих родительских звезд. Сформироваться на таком расстоянии эти миры не могли, они возникли во внешней части своих планетных систем, а затем мигрировали ближе к своим светилам”, — объясняет Цзэн. — “Наша работа показывает, что водные миры могут перемещаться с внешней части системы во внутреннюю”

Исследование также показало, что 25% от общей массы этих планет может приходиться на лед и жидкость, преимущественно воду, а некоторые из этих тел могут даже на 50 % состоять из воды. Для сравнения, общая масса гидросферы Земли — около 0,025% от массы планеты.

“Еще одна любопытная деталь: эти миры имеют океаны, глубиной от сотни до нескольких тысяч километров, на Земле глубина океана достигает чуть больше 11 километров”, — говорит Цзэн

Не стоит забывать, что такие выводы ученый делает на основе компьютерного моделирования. На суперкомпьютерах были смоделированы процессы формирования планет, которые и показали, при каких условиях получается водный мир, данные совпали с уже имеющимися данными от космических телескопов. Программа продемонстрировала, что такие миры образовываются под влиянием сложного химического процесса, обусловленного температурой, скоростью охлаждения, испарением, конденсацией газов, плотностью, также большое влияние на формирование этих тел оказывает расстояние до родительской звезды и другие факторы.

“Возможно, каждая звезда, похожая на Солнце, имеет один или несколько водных миров. Мы думаем, что такой тип архитектуры звездных систем, где встречаются скалистые “суперземли” и водные суб-Нептуны, может быть на удивление не редким в Млечном Пути, к сожалению, наша Солнечная система похвастаться таким разнообразием не может”, — делится мнением Цзэн

По словам ученого, на некоторых водных суб-Нептунах находятся океаны, достаточно глубокие, чтобы вызвать такое сильное атмосферное давление, при котором текучая вода превращается в особое состояние льда — суперионный лед.

“Эти льды, образованные под высоким давлением, напоминают силикатные породы, составляющие мантию Земли — они горячие и твердые”, — говорит ученый

По словам некоторых ученых, данные, полученные командой Цзэна, показывают, куда именно нужно обратить свой взор космическим агентствам, когда они начнут работать с телескопами нового поколения, такими как “James Webb Space Telescope” и “Ariel”.

Старший научный сотрудник Института будущего человечества — исследовательского центра при Оксфордском университете, Андерс Сандберг, считает, что открытие Цзэна может сыграть важную роль в поисках инопланетных живых существ, поскольку хорошо известно, что вода — это одно из важных составляющих эволюции жизни.

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Связь с редакцией по электронной почте

Нашли ошибку? Пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Если вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter

Источник: pnas.org

Всего комментариев: 0

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваш email не будет опубликован.

три × 5 =

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: