В последние годы астрономы искали экзопланет нового типа, особенно пригодных для жизни. Их называют гицеанскими мирами, и они характеризуются огромными океанами с жидкой водой и плотной, богатой водородом атмосферой. Название было придумано в 2021 году кембриджским астрономом Никку Мадхусудханом, чья команда в 2023 году с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба подробно рассмотрела один из возможных миров-гиков, K2-18b. В недавно принятой в январе статье Мадхусудхан и соавтор Фрэнсис Ригби исследовала, как может выглядеть внутренняя структура гицеанских планет и что это означает для возможности найти внутри жизнь.
Гикийские миры не похожи ни на что, что мы видели в нашей Солнечной системе, что расширяет само определение обитаемой планеты. Они, как правило, намного больше планет земного типа, за что их прозвали «мини-нептунами». Благодаря своим размерам их легче обнаружить, чем каменистые миры меньшего размера, а плотная атмосфера дает им более широкую обитаемую зону.
Те же самые свойства делают их идеальными кандидатами для спектроскопического анализа, где измерение химического состава атмосферы может выявить биосигнатуры.
Чтобы выявить потенциальные характеристики обитаемого мира хайков, Ригби и Мадхусудхан использовали инструмент моделирования под названием HyRIS, чтобы наметить возможные планетарные структуры. Они ограничили свои модели расчетом только пригодных для жизни температур и давлений на поверхности океана, где вода встречается с воздухом.
Даже при соблюдении этих строгих условий результаты показали широкое разнообразие возможных внутренних структур. Глубина океана обитаемого мира может варьироваться от десятков до тысяч километров (для сравнения, средняя глубина океана Земли составляет около 3,7 км).
Одним из факторов, который потенциально ограничивает обитаемость этих миров, является то, что они, вероятно, имеют толстый слой льда между дном океана и скалистым ядром планеты. На Земле выветривание каменистого морского дна производит питательные вещества, необходимые для жизни – лед может препятствовать этому процессу. Тем не менее, все еще существует вероятность того, что эти питательные вещества могут переноситься через лед посредством конвекции или доставляться на планету другими способами, например, через удары комет и астероидов или атмосферную конденсацию.
В исследовании также рассматривались несколько реальных кандидатов на гейский мир, и среди них есть три, которые имеют хорошие шансы на обитаемость.
Хотя эти три кандидата вращаются вокруг красных карликов, известных своими жестокими и враждебными солнечными вспышками, звезды этих планет сравнительно спокойны. Это ТОИ-270 d, ТОИ 1468 с и ТОИ-732 с (ТОИ относится к планетам, наблюдаемым космическим телескопом ТЭСС).
Джеймс Уэбб планирует наблюдать каждую из этих трех планет на втором году наблюдения, а это означает, что мы собираемся более подробно рассмотреть некоторые захватывающие новые экзопланеты. Прошлогоднее наблюдение K2-18b было только началом исследований гейского мира, и эта недавняя статья поможет астрономам ограничить возможные внутренние структуры этих миров и помочь определить перспективу обнаружения на них жизни.
Узнать больше:
Фрэнсис Э. Ригби, Никку Мадхусудхан, «О состоянии океана хайских миров», препринт ArXiv.
«Уэбб обнаруживает метан и углекислый газ в атмосфере K2-18 b». НАСА, сентябрь 2023 г.
