|
Большинство экзопланет являются магматическими мирами
|
|
|
|
В астрономии существует понятие, называемое "вырождение". Оно не имеет ничего общего с преступными людьми, а используется для описания данных, которые могут быть интерпретированы несколькими способами. В некоторых случаях такая интерпретация приводит к появлению новых захватывающих возможностей. Но часто, когда это происходит, другие, более приземленные объяснения игнорируются ради рекламы, которую обеспечивают более интересные возможности.
|
|
|
|
По-видимому, именно так обстояло дело со многими "субнептуновыми" экзопланетами, обнаруженными в последнее время. Некоторые теории описывают их как миры типа гайса — миры, заполненные водными океанами или льдом. Но новая статья Робба Колдера из Кембриджского университета и его соавторов, доступная на сервере препринтов arXiv, показывает, что, скорее всего, почти все эти планеты состоят из расплавленной лавы.
|
|
|
|
Большая часть этих споров связана с химическими признаками, обнаруженными вокруг этих планет. Пожалуй, наиболее известная из них - планета К2-18, которая была названа миром Хайса из-за химического состава ее атмосферы. В ходе тщательных наблюдений предыдущие исследования выявили наличие метана и углекислого газа в атмосфере планеты, но незначительное количество аммиака. Согласно этим исследованиям, это было "неопровержимым доказательством" существования океана в жидкой форме в атмосфере водорода, поскольку вода естественным образом растворяет аммиак.
|
|
|
|
|
|
|
Но есть и другое вещество, которое растворяет аммиак не хуже, — расплавленная порода. Таким образом, отсутствие аммиака в равной степени может быть признаком наличия жидкой магмы или жидкой воды. Чтобы доказать свою точку зрения, исследователи в своей последней работе попытались смоделировать тепловую эволюцию "газовых карликов" — альтернативного состава планет, который мог бы точно соответствовать данным, собранным о мирах гайсея. Ключевой вопрос заключался в том, поддерживали ли эти уникальные экзопланеты, не имеющие аналогов в нашей собственной Солнечной системе, океаны магмы в процессе своей эволюции, оказывая тем самым заметное влияние на атмосферу по мере ее созревания.
|
|
|
|
Простой ответ на этот вопрос — да, почти все субнептуновые экзопланеты, открытые нами до сих пор, сохраняли свои магматические океаны в течение своей жизни. Согласно статье, 98% из них так же легко объясняются тем, что они являются магматическими мирами, а не геологическими.
|
|
|
|
Чтобы доказать свою точку зрения, авторы разработали показатель, который они назвали береговой линией затвердевания. Он сопоставляет эффективную температуру звезды, вокруг которой вращается планета, с потоком звездообразования, количеством энергии, получаемой атмосферой этой же звезды. Звездный поток оказывает непосредственное влияние на температуру атмосферы экзопланеты, в то время как эффективная температура звезды была просто чем-то легко доступным для большинства звезд, экзопланеты которых они анализировали. Более подробное объяснение включало бы массовую долю оболочки — то есть, сколько массы планеты содержится в ее атмосфере, — но эти данные были недоступны для многих планет в наборе данных.
|
|
|
|
Береговая линия затвердевания дает четкое представление о том, получает ли планета достаточно тепла для поддержания магматического океана. Если планета находится "выше" береговой линии, то это так, а если ниже, то ее мантия со временем остынет, и она перестанет быть лавовым миром.
|
|
|
|
Чтобы рассчитать, где планета попала на эту линию, авторы используют модель PROTEUS, которая описывает внутренний климат планеты. Они обнаружили, что 98% из тысяч субнептуновых планет, которые они смоделировали и которые являются наиболее распространенным типом экзопланет, обнаруженных на данный момент, находятся выше береговой линии, что означает, что они, скорее всего, являются магматическими мирами, а не геологическими.
|
|
|
|
Хотя это может разрушить надежды многих астробиологов, которые искали в этих мирах потенциальные признаки жизни, это полезная модель для нашего понимания динамики формирования планет. В истории эволюции каждой экзопланеты присутствуют сложные взаимодействующие силы, но субнептуновые объекты, в частности, нам трудно понять, учитывая, что мы можем видеть их только на расстоянии.
|
|
|
|
По мере совершенствования наших технологий и сбора большего количества данных об этих многочисленных экзопланетах, возможно, мы сможем окончательно найти решение проблемы вырождения, которую они представляют. До тех пор, возможно, лучше не надеяться на слишком большое количество водных миров.
|
|
|
|
Источник
|
