Планеты способны самостоятельно обзаводиться океанами, пишут в Nature исследователи из США и Израиля. Они установили это в ходе эксперимента, в котором воссоздали процессы внутри самых многочисленных миров нашей галактики — субнептунов. Их также называют мини-нептунами и газовыми карликами.
Такие экзопланеты в размерах чаще всего в 2-4 раза больше Земли, а по массе могут превосходить ее примерно в 10 раз. Напомним, Нептун «весит» в 17 раз больше нашей планеты. Среди шести тысяч известных миров в других звездных системах подобные составляет более четверти.
Главная особенность субнептунов — их внутреннее строение: они состоят из твердого ядра, покрытого оболочкой из летучих веществ. Установлено, что многие из них очень богаты водородом. Ученые подозревают, что они могут быть покрыты глобальными океанами воды. Один из самых известных примеров — так называемый гикеан K2-18 b, в атмосфере которого телескоп «Джеймс Уэбб» зафиксировал признаки наличия диметилсульфида, продукта жизнедеятельности морского фитопланктона.
Именно это предполагаемое водное богатство таких экзопланет интригует исследователей космоса. Дело в том, что чаще всего мини-нептуны встречают на очень тесных орбитах — они расположены даже ближе к своим родительским звездам, чем Меркурий к Солнцу.
Впрочем, в большинстве таких систем звезда представляет собой сравнительно прохладный красный карлик, так что даже ближайшие к ним планеты оказываются в весьма комфортных условиях — в зоне потенциальной обитаемости, то есть как раз там, где существование воды в жидком состоянии возможно. И все-таки ученым не совсем понятно, как эта вода вообще могла там появиться.
До сих пор они были уверены, что планеты приобретают воду на этапе своего формирования, то есть из протопланетного диска — скопления газа и пыли вокруг молодой звезды. Но далеко не во всем этом исходном материале это представляется возможным: в каждой системе существует так называемая снеговая линия, то есть невидимая граница, за которой ледяные частицы удерживаются на пылинках и таким образом накапливаются внутри рождающихся планет.
Так вот, подавляющее большинство обнаруженных субнептунов находятся глубоко внутри этой снеговой линии, то есть слишком близко к Солнцу. Именно эту загадку ученые теперь попытались разгадать путем эксперимента: они поместили образцы минералов в камеру с чистым водородом, а потом подвергли огромному давлению и нагреву до нескольких тысяч градусов.
В результате водород вступил в реакцию с расплавленными породами, в которых в числе прочего содержался кислород. Он высвобождался, соединялся с водородом, и образовывалась вода. Ранее подобное предполагалось лишь теоретически, притом считалось, что воды может таким образом возникнуть ничтожное количество. Судя по результатам этого теста, субнептун способен обзавестись целым глобальным океаном — произведенная им собственная вода может составлять несколько десятков процентов его общей массы.
Это позволяет прийти к еще одному интересному выводу: даже если мы находим безводный мини-нептун, изобилие водорода на нем дает надежду, что со временем вода там сама собой образуется.
Ранее астробиологи рассказали, что при рассмотрении облаков над экзопланетой можно найти на ней жизнь.
