Наукові дослідження екзопланет, планет, що обертаються навколо інших зірок, продовжують дивувати астрономів і геофізиків. Зовсім нещодавно група вчених під керівництвом Керолайн Дорн зі Швейцарської вищої технічної школи Цюріха представила результати, що можуть змінити наше уявлення про склад екзопланет. Дослідження показують, що ці далекі світи можуть містити набагато більше води, ніж передбачалося раніше, що відкриває нові горизонти для вивчення можливого життя на них.
Традиційно вчені ґрунтувалися на простій моделі планети, аналогічній Землі, де залізне ядро оточене мантією із силікатних порід і океанами води. Однак сучасні дослідження показують, що екзопланети можуть бути набагато складнішими. Дорн та її колеги, включно з Хайяном Ло і Цзе Деном із Прінстонського університету, використовували модельні розрахунки, щоб з’ясувати, як вода розподіляється між силікатами та залізом в умовах високих тисків, характерних для екзопланет.
Одним із ключових висновків дослідження стало те, що вода може розчинятися в розплавлених магматичних океанах, які оточують гарячі ядра екзопланет. Залізні краплі, що знаходяться в цьому магматичному супі, поводяться як ліфти, піднімаючись вниз разом з водою в ядро планети. Це означає, що залежно від маси планети, вона може поглинати до 70 разів більше води, ніж силікатні породи. Однак при цьому вода в ядрі більше не існує у звичній формі молекул H₂O, а перетворюється на водень і кисень.
Дослідження було натхненне попередніми відкриттями про вміст води на Землі, які показали, що океани становлять лише малу частину від загального обсягу води на планеті. Вчені вважають, що понад 80% води може перебувати в надрах Землі, що відкриває нові можливості для розуміння розподілу води на інших планетах.
Важливо зазначити, що нові дані про розподіл води на екзопланетах можуть істотно змінити підхід астрономів до інтерпретації спостережень. Під час вивчення маси та радіуса екзопланет, астрономи часто ігнорують розчинність води, що може призводити до заниження її обсягу в розрахунках. Це відкриття підкреслює, що на екзопланетах може бути набагато більше води, ніж вважалося раніше, що має важливі наслідки для пошуку потенційно населених світів.
Розподіл води також відіграє важливу роль у розумінні формування та еволюції планет. Вода, яка потрапляє в ядро, залишається там назавжди, тоді як вода, розчинена в магматичному океані мантії, може підійматися на поверхню під час охолодження. Це створює можливість виявлення води в атмосферах екзопланет, що може вказувати на наявність більшого обсягу води всередині планети.
Космічний телескоп Джеймса Вебба активно досліджує атмосферу екзопланет, намагаючись встановити зв’язок між складом атмосфери та внутрішніми процесами планет. Одним із цікавих об’єктів для дослідження є екзопланета TOI-270d, де було отримано дані про взаємодію між магматичним океаном і атмосферою. Також у полі зору вчених перебуває планета K2-18b, яка привернула увагу через можливість існування життя.
Існують питання про те, чи можуть водні світи підтримувати життя. Довгі роки вважалося, що велика кількість води на суперземлях, тобто планетах з масою, що в кілька разів перевищує масу Землі, може бути ворожою для життя через екзотичний лід, який перешкоджає обміну речовин. Однак нове дослідження припускає, що більшість води на таких планетах не міститься на поверхні, а укладена в ядрі, що може створити умови, які сприятимуть розвитку життя.
Якщо вам цікаві статті та новини про авіацію та космічну техніку — запрошуємо вас на наш новий проєкт AERONAUT.media.
Читайте також: