Многие суперземли вероятно являются большими водными мирами
В ходе одного из новых исследований ученые-планетологи пришли к выводу, что большинство так называемых суперземель, то есть экзопланет с размерами в 2-4 раза больше земных, представляет собой большие водные миры. И это будет иметь последствия для дальнейшего поиска внеземной жизни в нашей Галактике.
Художественное представление подобных Земле экзопланет, а также планет земного типа в сравнении с изображенной справа Землей. Copyright: NASA
Как следует из сообщения группы исследователей доктора Ли Зенга из Гарвардского университета, сделанного на Голдшмидтовской конференции в Бостоне, их работа основывается на данных космических телескопов Kepler и Gaia. Результаты же ее свидетельствуют о том, что множество известных до сих пор экзопланет такого вида состоит примерно на 50 процентов из воды. Для сравнения: доля воды в общей массе нашей Земли составляет всего лишь 0,02 процента.
Как следует из результатов нового исследования, значительную часть как из подтвержденных до сих пор 4 тысяч, так и из уже открытых, но еще ожидающих своего подтверждения экзопланет (то есть планет, находящихся за пределами нашей Солнечной системы), можно разделить на две категории: планеты с планетарным радиусом в среднем в 1,5 земных радиуса, и планеты с планетарным радиусом в среднем 2,5 земных радиуса.
На основании новой модели ученым группы доктора Зенга удалось сделать выводы о внутренней структуре выявленных космическим телескопом планет. «Мы исследовали, в каком соотношении находятся планетарная масса с радиусами этих планет. Наши модели показали, что те экзопланеты, радиус которых составляет в среднем около 1,5 радиуса Земли, являются скорее «каменными», а их масса может достигать до 5 земных масс. Что же касается планет с 2,5-кратным земным радиусом, то эти планеты, скорее всего, относятся к так называемым «водным мирам», при этом их масса может превышать земную массу и в 10 раз».
Но сравнение этих водных запасов с земными далеко не всегда уместно и даже не всегда возможно, продолжает Зенг: «Температура поверхности многих этих планет находится в пределах от 200 до 500 градусов Цельсия. Поэтому мы бы предположили, что поверхности этих планет окутаны доминирующей плотной атмосферой из водяного пара, в то время как жидкая вода остается под поверхностями таких планет. Но чем глубже погрузиться вглубь таких планет, тем больше будет и господствующее там давление. Поэтому до того, как добраться до твердого каменного ядра планеты, теоретически пришлось бы пробиваться сквозь возникшие под экстремально высоким давлением огромные массы льда. (…) А изюминка нашей модели заключается в том, что она точно объясняет, как именно состав планет связан с фактами, уже известными об этих планетах».
Согласно исследованию, примерно 35 процентов всех известных до сих пор экзопланет, превышающих по размеру Землю, имеют подобные водные запасы. «Эти водные миры возникли, предположительно, похожим образом, как ядра больших газовых планет Солнечной системы – Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна».
Авторы проведенного исследования надеются с помощью новых космических телескопов, как TESS и JWST, не только открыть новые экзопланеты, но и получить их более точные характеристики, а также более подробные описания.