Земля может быть не такой уж необычной, как мы думаем: исследование показало, что планеты, похожие на Землю, встречаются часто, но не в случае с «водными мирами»
Международная команда ученых пришла к выводу, что так называемые «водные миры» — экзопланеты, полностью покрытые океаном, — вероятно, являются большой редкостью во Вселенной. Однако это открытие, сделанное исследователями из ETH Zurich, Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), одновременно увеличивает вероятность того, что планеты, похожие на Землю, могут быть гораздо более распространенными, чем считалось ранее.
За три десятилетия с момента открытия первой экзопланеты астрономы обнаружили более шести тысяч далеких миров. Особый интерес для поиска жизни представляли собой суб-нептуны — планеты, размер которых больше Земли, но меньше Нептуна. Согласно предыдущим моделям, многие из этих планет формировались за пределами «ледяной линии» своей звезды, где вода существует в виде льда, а затем мигрировали ближе к светилу, превращаясь в «океанические миры» с богатой водородом атмосферой, получившие название «Хисеанские» (от слов «водород» и «океан»).
Новое исследование выявило фундаментальную уязвимость этой теории. Ученые провели сложное компьютерное моделирование, впервые учтя химическое взаимодействие между атмосферой планеты и ее горячей магматической мантией в период формирования. Результаты показали, что большая часть первоначально присутствующей на такой планете воды в форме молекул H2O разрушается. Водород и кислород связываются с металлическими соединениями и «поглощаются» ядром планеты, в результате чего на поверхности остается крайне мало воды.
Как пояснил ведущий автор исследования Аарон Верлен, моделирование демонстрирует, что вода в виде H2O, остающаяся на поверхности, составляет не более нескольких процентов от первоначального количества. Профессор Каролин Дорн добавила, что расчеты показывают отсутствие планет, где вода составляла бы около пятидесяти процентов массы, как предсказывали ранние модели. Таким образом, хисеанские миры, на которые возлагали большие надежды астробиологи, маловероятны.
Неожиданным следствием этого открытия стал пересмотр распространенности планет земного типа. Если водные миры редки, то планеты с умеренным количеством воды на поверхности, подобные Земле, напротив, могут встречаться часто. «Земля может быть не такой уж исключительной, как мы думаем. По крайней мере, в нашем исследовании она выглядит как типичная планета», — отметила профессор Дорн.
Исследователи подчеркивают, что их выводы имеют далеко идущие последствия для теорий формирования планет и интерпретации данных об атмосферах экзопланет. Хотя общие шансы найти жизнь во Вселенной могут снизиться из-за исчезновения целого класса потенциально обитаемых миров, они возрастают для планет, похожих на Землю. Для подтверждения этих выводов и поиска таких планет потребуются будущие обсерватории, превосходящие по своим возможностям даже космический телескоп «Джеймс Уэбб».
Исследование было опубликовано в журнале .