В останні десятиліття астрономи виявили багато планет, які, на їхню думку, є "подібними до Землі", що означає, що вони здаються наземними (тобто скелястими) і орбітують їх зірки на потрібній відстані, щоб підтримати існування рідкої води на їх поверхнях. . На жаль, останні дослідження показали, що багато з цих планет насправді можуть бути "водними світами", де вода становить значну частку маси планети.
Для наукового співтовариства це, здавалося, свідчить про те, що ці світи не могли залишатися мешкаючими дуже довго, оскільки вони не зможуть підтримати кругообіг корисних копалин та газів, що підтримують клімат стабільним на Землі. Однак, згідно з новим дослідженням групи дослідників з Університету Чикаго та Державного університету Пенсільванії, ці "водні світи" можуть бути придатнішими для життя, ніж ми думаємо.
Нещодавно з'явилося їх дослідження під назвою "Придатність водних світів екзопланет" Астрофізичний журнал. Дослідження проводив Едвін С. Кіт, доцент кафедри геофізичних наук Університету Чикаго; та Ерік Б. Форд, професор Центру екзопланет і проживаючих світів Пенсільванії, Інституту кібернауки та Державного наукового центру астробіології Пенсільванії.
Для свого дослідження Кайт і Форд сконструювали моделі для скелястих планет, у яких багато разів була вода Землі, враховуючи, як змінюються температура океану і хімія протягом багатомільярдного періоду. Метою цього було вирішити деякі давні припущення щодо планетарної придатності. Найголовніше серед них - те, що планети повинні мати подібні умови до Землі, щоб підтримувати життя протягом тривалих періодів часу.
Наприклад, планета Земля змогла підтримувати стабільні температури протягом тривалих часових масштабів, втягуючи парникові гази в мінерали (що призводить до глобального похолодання) і прогріватися, вивільняючи парникові гази через вулкани. Такий процес був би неможливий у водних світах, де вся поверхня (і навіть значна масова частка) планети складається з води.
На цих світах вода перешкоджатиме поглинанню вуглекислого газу скелями і пригнічує вулканічну активність. Для вирішення цього питання Кайт та Форд створили моделювання з тисячами випадково генерованих планет і відстежували еволюцію їхнього клімату з часом. Що вони з’ясували, що водні світи все одно зможуть підтримувати рівновагу температури протягом мільярдів років. Як Kite пояснив у недавньому прес-релізі UChicago News:
"Це дійсно відштовхується від ідеї, що вам потрібен клон Землі - тобто планета з якоюсь сушею і мілководним океаном ... Несподіванка полягала в тому, що багато з них залишаються стабільними протягом більше мільярда років, лише пощастило жеребкування. Ми найкраще здогадуємось, що це близько 10 відсотків. "
Для цих планет, які знаходяться на правильній відстані від зірок, симуляції вказували на наявність потрібної кількості вуглецю. І хоча їм не вистачало мінералів та елементів із кори, розчиненої в Світовому океані, щоб витягнути вуглець з атмосфери, у них було достатньо води, щоб перекинути вуглець між атмосферою та океаном. Цього процесу, очевидно, було достатньо для підтримки клімату стабільним протягом кількох мільярдів років.
"Скільки часу планета в основному залежить від вуглекислого газу і того, як вона розподіляється між океаном, атмосферою і скелями в перші роки", - сказав Кайт. "Здається, існує спосіб зберегти придатну для життя планету без геохімічного велосипедного руху, який ми бачимо на Землі".
Моделювання ґрунтувалося на планетах, що обертаються навколо зірок на зразок наших власних - зірок типу G (жовтий карлик) - але результати були оптимістичними і для зірок типу M (червоний карлик). В останні роки астрономи визначили, що ці системи є перспективними для сприяння життю завдяки їх природному довголіття та тому, що вони з часом стають яскравішими - що дає життя набагато довше.
Хоча червоні карлики також відомі тим, що вони мінливі та нестабільні порівняно з нашим Сонцем, в результаті чого багато спалахів, які можуть позбутися атмосфери планети, факт, що океанський світ був би здатний циклічно достатньо вуглецю, щоб зберегти атмосферу при стабільній температурі. обнадійливий. Якщо припустити, що деякі планети, що обертаються навколо червоних карликів, мають захисну магнітосферу, вони теж могли б підтримувати життєві умови протягом тривалих періодів.
Останніми роками діапазон відкриттів екзопланет змусив фокус досліджень екзопланет перейти від виявлення до характеристики. Це в свою чергу змусило вчених почати міркувати про види, за яких умов життя може скластись і процвітати. Незважаючи на те, що підхід до "низько висячих фруктів" все ще є основним засобом, який вчені використовують для пошуку потенційно мешканців планети - там, де вчені шукають планети, які мають схожі умови з Землею, - зрозуміло, що існують інші можливості.
У найближчі роки з розгортанням космічних телескопів, як Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) і наземні телескопи, як телескоп тридцять метрів, надзвичайно великий телескоп і телескоп гігантського Магеллана, астрономи зможуть охарактеризувати атмосферу екзопланет і визначити, чи справді вони є водними світами чи планетами з континентальними земними корами (наприклад, Земля ).
Ці ж телескопи також дозволять астрономам шукати біосигнатури в цих атмосферах, що не тільки допоможе визначити, чи є вони "потенційно заселеними", але й "потенційно заселеними".
