Майже чотири роки космічний корабель NASA Кеплер пробирався через космос, оглядаючи наш куточок галактики. Він контролював понад 150 000 зірок, шукаючи планети щодо розмірів Землі, що належали іншим сонячним системам. Місія не розчарувала; Кеплер знайшов незліченну кількість прикладів типу планети, відомої як супер-Земля.
Ці далекі планети можуть нагадувати вам дім - вони скелясті, менші, ніж газові гіганти, розташовані біля їх зірки і мають відносно тонку атмосферу. Але вони набагато більше, ніж блакитний мармур. Ці супер-Землі мають масу в два-10 разів більше, ніж наша Земля.
Оскільки там дуже багато супер-Землі, воно задає питання: Що було б з нашою планетою, якби вона була в два, а то і в 10 разів більша, ніж зараз?
Можливо, що Земля та інші внутрішні планети нашої Сонячної системи були спрямовані в цьому напрямку, - розповів Live Science Міккі Розенталь, докторський кандидат, що вивчає формування планети в Каліфорнійському університеті Санта-Крус. Одна з теорій полягає в тому, що планета-юпітер Юпітер стала настільки великою, що обмежила доступ до космічних будівельних блоків, необхідних для того, щоб зробити внутрішні планети більшими - ефективно їх голодуючи, сказав Розенталь.
Незалежно від причини поточного розміру Землі, немає способу по-справжньому дізнатися, що було б із Землею, якби це було супер. Але вчені мають деякі ідеї, засновані на тому, що вони дізналися про наших далеких двоюрідних братів.
Для початку ви будете коротшими - ви, Еверест і кожне дерево в Каліфорнійському національному парку Секвойя - тому що якщо ви збільшите розміри планети і залишите все інше однаковим, гравітація теж зростає. Якби Земля була вдвічі більшою за її розмір, ви були б важчі, тому що сила тяжіння збільшується зі збільшенням щільності планети та радіусу. Потрібно було б більше енергії, щоб протистояти гравітаційному тягу, тому структури, які ми маємо сьогодні, не були б достатньо міцними, щоб стояти настільки високими, як зараз.
З більшою планетою і сильнішим гравітаційним полем Земля також зазнає більшої кількості зіткнень, розповів Теоретик Рорі Барнс, який вивчає придатність планети до Вашингтонського університету. Як суперпланета, більший гравітаційний потяг до Землі фактично приверне все більше і більше астероїдів, тому зіткнення типу "Армагеддон" стали б більшою проблемою, ніж зараз, - сказав Барнс.
Якби гіпотетична супер-Земля була ще більшою, скажімо, в 10 разів більша від її нинішньої маси, у внутрішньому просторі Землі могли б початися кардинальні зміни. Залізо ядро та мантія рідкого типу також були б у 10 разів більшими, а при більшій силі тяжіння, що впливає на більшу масу, тиск під земною поверхнею зростатиме. Цей високий тиск може призвести до затвердіння залізного ядра, сказав Барнс.
На сьогодні конвекційні струми в нашому частково рідкому ядрі породжують магнітне поле Землі. Але якщо ядро затвердіє, струми припиняться і магнітне поле може бути послаблене або усунене, сказав Барнс. Якщо наше магнітне поле зів’яло або зникло, це було б дуже погано для життя на Землі, сказав Барнс.
Наше магнітне поле "захищає життя на планеті від неприємності космосу", - зазначив Барнс. Без нього заряджені частинки, що летять через космос, які також називаються сонячними бурями, могли б потрапити на Землю. І ці крихітні частинки можуть викликати всілякі проблеми, включаючи розпад ДНК та збільшення ризику раку, сказав він.
Барнс також зазначив, що більший інтер'єр може зробити супер-Землю більш вулканічно активною, ніж зараз. Зі збільшенням радіусу планети все більше енергії всередині і менше місць для виходу цієї енергії. Більше вулканічних вивержень не дивно, сказав він. Тектоніка плит теж відрізнялася б на супер-Землі. Але точний ефект все ще залишається відкритим питанням. Більша мантія також буде гарячішою, можливо, викликаючи більш енергійні конвекційні струми, які б штовхали пластини навколо більше. Навпаки, можливо, що при високому тиску кора повністю би зростала, а тектоніка пластин взагалі не існувала б.
Виходячи із сверхземлей, які вчені знайшли досі, ми не можемо бути впевнені, що Земля була б навіть мешканкою, якби це була суперземля. Космічний телескоп Кеплера найкраще виявляв планети, близькі до своєї зірки - набагато ближче, ніж Земля до сонця. Більшість відомих науці суперземлян майже так само близькі до своєї зірки, як Меркурій до нашого Сонця.
Щоб Земля була порівнянною, для її орбіти потрібно близько 100 днів, - сказала Гільке Шліхтінг, доцент кафедри астрофізики в Каліфорнійському університеті, Лос-Анджелес. Ця орбіта може бути заселеною в системах зі зіркою, меншою за сонце, але якби наша Земля була наближена до нашого сонця, вся вода на планеті випарувалася б, сказав Шліхтінг.
Іншими словами, Земля опиниться поза зоною проживання і, по суті, стала б паровою планетою, сказала вона.
Дивно, але багато відкритих досі супер-Землі здаються багатими водою, як і цілі водні світи, заявив в інтерв'ю Родріго Лугер, науковий співробітник Флатірона в Центрі обчислювальної астрофізики Фонду Саймона в Нью-Йорку. Можливо, ці планети утворилися з великих шматочків льоду, а потім пізніше мігрували близько до зірок, що спонукало їх льоду танути, сказав він.
Однак ці планети можуть бути непридатними для проживання, оскільки їхні глибокі океани впали в твердий лідний шар. Цей лід утворюється не низькими температурами, а інтенсивним тиском надглибокого океану, який змушує молекули води перетворюватися в твердий стан. Цей льодовий шар блокує будь-яку взаємодію між атмосферою та внутрішнім середовищем планети, тобто немає вуглецевого циклу (процес, коли вуглець проходить через атмосферу, океан та земну кору) або немає обміну мінералів (який регулює тривалу температуру Землі за допомогою взаємодії між атмосферою та мантією), за словами Лугера. Це не сприяє заселенню - принаймні на все життя, як ми це знаємо.
Реальність така, що в учених виникає більше питань щодо надземних, ніж у них відповідей. І ми не повністю розуміємо фізику власного інтер'єру, тим більше, що планети, від якої багато сонячних систем, - сказав Лугер. Ми не знаємо, що буде, якби Земля була надмірною чи ближче до сонця. Але поки що здається дуже щасливим, що ми не живемо на планеті, яка є однією з цих речей.
Примітка редактора: Ця історія була оновлена, щоб зауважити, що якби Земля була вдвічі більшою за її масу, гравітація зростала б, але не вдвічі більше. Також для уточнення того, що супер-Землі - це планети, які вдвічі і в 10 разів перевищують масу нашої планети.
