|
Сколько воды может быть скрыто под поверхностью экзопланет
|
|
|
|
В поисках жизни во Вселенной ученые традиционно искали планеты с жидкой водой на поверхности. Но вместо того, чтобы течь как океаны и реки, большая часть воды на планете может быть заперта в скалах глубоко внутри. У ученых из Кембриджского университета теперь есть способ оценить, сколько воды каменистая планета может хранить в своих подземных резервуарах. Считается, что эта вода, запертая глубоко в структуре минералов, может помочь планете оправиться от своего первоначального огненного рождения. Исследователи разработали модель, которая может предсказать долю богатых водой минералов внутри планеты. Эти минералы действуют как губка, впитывая воду, которая позже может вернуться на поверхность и пополнить океаны. Их результаты могут помочь нам понять, как планеты могут стать обитаемыми после сильной жары и радиации в первые годы своего существования.
|
|
|
|
Планеты, вращающиеся вокруг красных карликов М-типа — самой распространенной звезды в галактике — считаются одним из лучших мест для поиска инопланетной жизни. Но у этих звезд особенно бурные подростковые годы, когда они испускают интенсивные всплески радиации, которые взрывают близлежащие планеты и испепеляют воду на их поверхности. Юношеская фаза нашего Солнца была относительно короткой, но красные карлики проводят в этом беспокойном переходном периоде гораздо больше времени. В результате планеты под их крылом страдают от безудержного парникового эффекта, и их климат превращается в хаос. «Мы хотели выяснить, смогут ли эти планеты после такого бурного взросления реабилитироваться и стать носителями поверхностных вод», — сказала ведущий автор исследования Клэр Гимонд, доктор философии. студент Кембриджского факультета наук о Земле.
|
|
|
Новое исследование, опубликованное в «Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества», показывает, что внутренняя вода может быть жизнеспособным способом пополнения жидкой поверхностной воды после того, как звезда-хозяин планеты созреет и потускнеет. Эта вода, вероятно, была поднята вулканами и постепенно выбрасывалась в виде пара в атмосферу вместе с другими элементами, дающими жизнь. Их новая модель позволяет им рассчитать объем внутренней воды планеты на основе ее размера и химического состава звезды-хозяина. «Модель дает нам верхний предел того, сколько воды планета может нести на глубине, исходя из этих минералов и их способности принимать воду в свою структуру», — сказал Гимонд. Исследователи обнаружили, что размер планеты играет ключевую роль в определении того, сколько воды она может удерживать. Это потому, что размер планеты определяет пропорцию водоносных минералов, из которых она состоит.
|
|
|
|
Большая часть внутренней воды планеты содержится в каменистом слое, известном как верхняя мантия, который находится непосредственно под корой. Здесь условия давления и температуры как раз подходят для образования зелено-голубых минералов, называемых вадслеитом и рингвудитом, которые могут впитывать воду. Этот каменистый слой также находится в пределах досягаемости вулканов, которые могут возвращать воду на поверхность в результате извержений. Новое исследование показало, что более крупные планеты — примерно в два-три раза больше Земли — обычно имеют более сухую каменистую мантию, потому что богатая водой верхняя мантия составляет меньшую долю их общей массы. Результаты могут дать ученым рекомендации, которые помогут им в поиске экзопланет, на которых может быть жизнь. «Это могло бы помочь уточнить нашу сортировку планет для изучения в первую очередь», — сказал Оливер Шорттл, который совместно связан с Кембриджским отделением наук о Земле и Институтом изучения Земли. Астрономия.
|
|
|
|
«Когда мы ищем планеты, которые могут лучше всего удерживать воду, вы, вероятно, не хотите, чтобы они были значительно массивнее или меньше Земли». Полученные данные могут также помочь нам понять, как планеты, в том числе те, что находятся ближе к дому, такие как Венера, могут превращаться из бесплодных адских пейзажей в голубой мрамор. Температура на поверхности Венеры, размер и состав которой аналогичны Земле, колеблется около 450 °C, а ее атмосфера насыщена углекислым газом и азотом. Остается открытым вопрос, была ли на поверхности Венеры 4 миллиарда лет назад жидкая вода. «Если это так, то Венера, должно быть, нашла способ охладиться и восстановить поверхностную воду после того, как родилась вокруг огненного солнца, — сказал Шорттл. — Возможно, для этого она использовала внутреннюю воду».
|
|
|
|
Источник
|
