Многие экзопланеты могут иметь богатую водой атмосферу
Исследование Калифорнийского университета в Чикаго показывает, что горячие каменистые планеты в других системах могут формировать и сохранять атмосферу, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Astrophysical Journal Letters. Атмосфера - это то, что делает возможной жизнь на поверхности Земли, регулирует наш климат и защищает нас от разрушительных космических лучей. Но хотя телескопы подсчитали все большее количество каменистых планет, ученые думали, что большая часть их атмосфер давно потеряна.
Однако новое исследование, проведенное учеными Чикагского и Стэнфордского университетов, предлагает механизм, посредством которого на этих планетах могут образовываться и сохраняться в течение длительного времени атмосферы, наполненные водяным паром. Новое исследование расширяет нашу картину формирования планет и может помочь в поиске пригодных для жизни миров в других звездных системах. «Наша модель говорит, что эти горячие каменистые экзопланеты на определенном этапе должны иметь атмосферу с преобладанием воды, а для некоторых планет это может быть довольно долгое время», - сказал Асст. Профессор Эдвин Кайт, эксперт в области эволюции планетных атмосфер с течением времени.
По мере того как телескопы регистрируют все больше и больше экзопланет, ученые пытаются выяснить, как они могут выглядеть. Как правило, телескопы могут рассказать вам о физических размерах экзопланеты, ее близости к своей звезде и, если вам повезет, о ее массе. Чтобы пойти дальше, ученым необходимо экстраполировать данные, основываясь на том, что мы знаем о Земле и других планетах в нашей солнечной системе. Но самые многочисленные планеты не похожи на те, что мы видим вокруг нас.
«Из миссии «Кеплер» мы уже знали, что планет немного меньше Нептуна действительно много, и это было неожиданностью, потому что их нет в нашей солнечной системе, - сказал Кайт. - Мы не знаем наверняка, из чего они сделаны, но есть веские доказательства того, что это шары магмы, покрытые водородной атмосферой». Есть также приличное количество небольших скалистых планет, которые похожи, но без водородных покровов. Поэтому ученые предположили, что многие планеты, вероятно, начинаются как более крупные планеты, у которых есть атмосфера, сделанная из водорода, но теряют свою атмосферу, когда соседняя звезда загорается и уносит водород.
Но в этих моделях еще предстоит проработать множество деталей. Кайт и соавтор Лаура Шефер из Стэнфордского университета начали исследовать некоторые потенциальные последствия того, что планета покрыта океанами расплавленных горных пород. «Жидкая магма на самом деле довольно текучая», - сказал Кайт, поэтому она также энергично переворачивается, как и океаны на Земле. Велика вероятность, что эти магматические океаны высасывают водород из атмосферы и реагируют образованием воды. Часть этой воды уходит в атмосферу, но гораздо больше попадает в магму.
Затем, после того как ближайшая звезда удаляет водородную атмосферу, вода уносится в атмосферу в виде водяного пара. В конце концов, на планете остается атмосфера, в которой преобладает вода. По словам Кайт, эта стадия может сохраняться на некоторых планетах миллиарды лет. Есть несколько способов проверить эту гипотезу. Космический телескоп Джеймса Уэбба, мощный преемник телескопа Хаббла, планируется запустить в конце этого года; он сможет проводить измерения состава атмосферы экзопланеты. Если он обнаружит планеты с водой в атмосфере, это будет одним из сигналов. Другой способ проверки - поиск косвенных признаков атмосферы. Большинство этих планет заблокированы приливом; в отличие от Земли, они не вращаются при движении вокруг своего Солнца, поэтому одна сторона всегда горячая, а другая холодная.
Пара выпускников Калифорнийского университета в Чикаго предложили способ использовать это явление для проверки атмосферы. Ученые Лаура Крейдбер и Дэниел Колл, работающие в настоящее время в Институте астрономии Макса Планка и Массачусетском технологическом институте, соответственно, отметили, что атмосфера будет смягчать температуру планеты, поэтому не будет резкой разницы дневной и ночной сторон. Если телескоп может измерить, насколько сильно светится дневная сторона, он сможет определить, перераспределяет ли тепло атмосферу.
