|
Планеты из сажи встречаются чаще, чем водные миры
|
|
|
|
По мнению астрономов, водные миры, хотя, по общему признанию, и не те, в которых есть Кевин Костнер, являются одним из наиболее распространенных типов планет в нашей Солнечной системе. Отчасти это связано с низкими оценками плотности и обилием водяного льда за "снежной линией" орбиты звезды.
|
|
|
|
Но в новой статье, опубликованной Джи Ли и их коллегами из Мичиганского университета, предполагается, что может существовать альтернативный тип планеты, который соответствует данным о плотности, но состоит из совершенно другого типа материала — сажи. Статья опубликована на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
Планета, покрытая сажей, - это не просто гигантский шар из черного порошка. В контексте астрономии "сажа" - это не просто традиционный материал, который, по мнению большинства людей, образуется из огня. На жаргоне технических наук это означает "тугоплавкий органический углерод", органическое углеродное соединение, богатое углеродом, водородом, кислородом и азотом, которое обычно обозначается аббревиатурой CHON.
|
|
|
|
Сажа на самом деле широко распространена в нашей Солнечной системе, и, по некоторым оценкам, она составляет 40% от общей массы комет.
|
|
|
|
|
|
|
Учитывая, что кометы обычно рассматриваются как проблески прошлого Солнечной системы, особенно в период ее протопланетного существования, это означает, что во время формирования планет сажи было много. И, как предполагают исследователи, может существовать аналогичная "линия сажи", которая находится намного дальше, чем более распространенная "линия снега", чтобы обозначить точку, после которой сажа будет оставаться стабильной и может образовывать большие части любой планеты, формирующейся в этом регионе.
|
|
|
|
На самом деле, согласно статье, существовали бы три различные зоны протопланетных дисков, каждая из которых давала бы начало уникальному типу планет. Внутренняя зона привела бы только к образованию скалистых образований, таких как Земля и Марс, и было бы слишком жарко, чтобы сажа удерживалась вместе, что делало бы "копоть" в этой области очень маловероятной.
|
|
|
|
За "линией сажи", но до "линии снега" могли образоваться планеты, состоящие в основном из сажи, но с очень небольшим количеством воды, поскольку в этой области все еще было бы слишком жарко для существования водяного льда. Эти планеты были бы очень похожи на Титан, с метановой атмосферой или чем-то подобным, и могли бы состоять на целых 25% из сажи по массе.
|
|
|
|
Дальше от "снеговой линии" большинство планет представляли бы собой комбинацию "сажи и воды", где сажа по-прежнему играла бы большую роль в составе планеты, но вода также играла бы. Фактически, на бумаге были смоделированы два разных типа миров сажи и воды: "сухой" вариант, содержащий всего 25% воды, и "влажный", содержащий 50% воды, оба из которых все равно содержали бы 15-20% сажи в своих композициях.
|
|
|
|
Эти модели демонстрируют особенно интересную особенность — основываясь на соотношении массы и радиуса, невозможно отличить миры сажи от более традиционных водных миров. Другими словами, многие из "мини-нептунов" в каталоге экзопланет, которые первоначально считались водными планетами, на самом деле могут состоять из материалов, богатых углеродом, а не из воды. Чтобы определить, к какой категории они принадлежат, потребуется изучить их реальную атмосферу.
|
|
|
|
Космический телескоп Джеймса Уэбба уже начал делать это для некоторых экзопланет. Он обнаружил метан и углекислый газ в атмосфере K2-12b и TOI-280d, двух "субнептуновых объектов", которые, хотя в настоящее время находятся в пределах линии сажи для своих звезд, могли образоваться за ее пределами и мигрировать внутрь в течение своей жизни.
|
|
|
|
В частности, TOI-280d отличается особенно высоким соотношением углерода и кислорода, что указывает на то, что это может быть планета с сажей, как описано в статье. Эти типы планет имеют интересные последствия для пригодности для жизни.
|
|
|
|
У них могли бы быть алмазные ядра, которые замедлили бы круговорот летучих веществ в мантии планеты и значительно затруднили бы создание магнитного поля для защиты любой примитивной жизни от космических лучей. Однако они также должны быть насыщены метаном и другой летучей органикой, которые, как считается, необходимы для создания пребиотической химии.
|
|
|
|
В конечном счете, для понимания судьбы многих из этих планет потребуется — как вы уже догадались — больше данных. Необходимо изучить и разграничить атмосферные проверки, а также более подробные модели способов различения водных миров и миров сажи.
|
|
|
|
Пока астрономы будут работать над этим, возможно, какой-нибудь предприимчивый режиссер сможет снять фильм о персонаже, путешествующем по метановым морям экзопланеты в изолированной лодке. В конце концов, Кевин Костнер все еще активно снимается.
|
|
|
|
Источник
|
