Суперземли скорее всего необитаемы, говорят ученые
За последние 20 лет поиск подобных Земле экзопланет вокруг других звезд существенно ускорился, особенно с запуском космической миссии телескопа Кеплер (Kepler). Используя его в связке с наземными обсерваториями, астрономы нашли многочисленные миры, у которых на первый взгляд есть много общих черт с нашей планетой. Некоторые из этих планет даже находятся в «зоне обитания» — пригодной для жизни области вокруг звезды — в которой, согласно окружающим условиям, вода может находится в жидком состоянии. А жидкая вода является главным фактором возможного существования жизни на других планетах.
В настоящее время ученые научились определять то, из чего сформировались различные экзопланеты. Они выяснили, что на самом деле условия даже в «зоне обитания» на этих планетах могут быть не такими мягкими, как это требуется для жизни. В новом исследовании удалось выяснить, что планеты, которые формируются из менее массивных ядер, могут стать благоприятными для жизни, в то время как более массивные планеты (но не Сатурны) оканчивают свою жизнь в виде мини-Нептунов с толстой атмосферой и совершенно «стерильной» внутренней структурой. Исследования проводились Гельмутом Лэммером из Института космических исследований в Граце, результаты опубликованы в ежемесячном журнале Королевского астрономического общества.
Планетарные системы, включая нашу собственную Солнечную систему, как сейчас принято считать, формируются из водорода, гелия и более тяжелых элементов, которые в составе космического газа и пыли вращаются вокруг родительских звезд в так называемом протопланетном диске. В течение длительного времени вокруг областей с большей гравитацией, возникающих вследствие столкновения частичек пыли, формируются твердые ядра, которые будут лежать в основе будущих планет. В дальнейшем, с увеличением гравитационной силы, начинает притягиваться водород из протопланетного диска.
Зависимость будущей эволюции экзопланеты с твердым ядром в зависимости от его размеров. Вверху суперземля с массой ядра более 1.5 массы Земли, внизу — от 0.5 до 1.5 масс. Источник: NASA / H. Lammer
Но ядро будущей планеты так же подвергается и воздействию света звезды, вокруг которой вращается. Поэтому водород не только накапливается, но и какая-то часть его уносится в космическое пространство под действием звездного ветра. Исследователи попытались смоделировать процесс захвата и уноса водорода для планетарных ядер с массами от 0.1 до 5 земных, расположенных в «зоне обитания» у звезды, подобной Солнцу. В результате моделирования планетологи выяснили, что на будущее состояние планеты напрямую влияет ее первоначальная масса и размеры ядра. Дело в том, что протопланетный диск формируется у молодых звезд, которые очень сильно излучают в ультрафиолете, даже по сравнению с Солнцем, поэтому планетарные ядра размерами с Землю или меньше могут как захватывать водород, так и терять его под действием звезды. Однако массивные планеты, называемые суперземлями, сохраняют в своей атмосфере почти весь водород. Эти планеты живут и умирают в качестве мини-Нептунов, атмосфера которых очень толстая, по сравнению с Землей и подобными планетами.
Так образом, недавно обнаруженные суперземли, например Kepler-62e и Kepler-62f, находящиеся в пригодной для жизни зоне, не могут быть пригодными для жизни как раз из-за плотной водородной атмосферы. Доктор Лэммер комментирует:
«Наши результаты показывают, что планеты как эти две суперземли, имеют в своей атмосфере количество водорода, эквивалентное от 100 до 1000 земным океанам, однако они могут потерять всего лишь несколько процентов от этого значения в течение всей своей жизни. С такой плотной атмосферой давление на поверхности планеты будет просто не выносимым для существования жизни».
Таким образом, текущей целью исследователей является поиск суперземель низких и средних плотностей. И это уже начинает происходить, подтверждая таким образом теорию, выдвинутую Лэммером.
Ознакомиться с новостью подробнее:
Royal Astronomical Society. «Super-Earths» may be dead worlds http://www.ras.org.uk/news-and-press/news-archive/254-news-2014/2408-super-earths-may-be-dead-worlds
Ознакомиться с новостью подробнее:
Royal Astronomical Society. «Super-Earths» may be dead worlds http://www.ras.org.uk/news-and-press/news-archive/254-news-2014/2408-super-earths-may-be-dead-worlds
Ознакомиться с работой ученых:
-
Lammer, A. Stökl, N.V. Erkaev, E. A. Dorfi, P. Odert, M. Güdel, Yu. N. Kulikov, K.G. Kislyakova and M. Leitzinger. Origin and loss of nebula-captured hydrogen envelopes from `sub´- to `super-Earths´in the habitable zone of Sun-like stars. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Oxford University Press, in press.