Ученые часто ищут воду в космосе, потому что на Земле, где бы ни была вода, есть жизнь.
Марсоходы на Марсе ищут современную воду или лед, а также следы древних рек и океанов. Они прочесали луну в поисках следов льда глубоко в ее кратерах и даже послали зонд для поиска льда на комете. Но новое исследование предполагает, что обнаружение космического H2O может быть не таким уж сложным вне нашей солнечной системы. Согласно новому исследованию, опубликованному на этой неделе в PNAS, моделирование, основанное на данных экзопланет, предполагает, что водные миры, покрытые глубокими океанами, могут быть довольно распространенными в нашей галактике.
С 1992 года астрономы каталогизировали около 4000 экзопланет, вращающихся вокруг далеких звезд. Оказывается, что большинство из этих планет делятся на две категории: меньшие планеты с радиусом примерно в 1, 5 раза больше Земли и массой примерно в пять раз больше нашей планеты и более крупные планеты с радиусом в 2, 5 раза больше нашей планеты и в десять раз больше массы, Джейми Картер из Forbes сообщает, что исследователи считают, что планеты с меньшими радиусами - это каменистые миры. Они интерпретировали размер и массу больших планет как класс планет, называемых газовыми карликами, которые имеют скалистое ядро, окруженное ореолом газа.
Используя новые данные о радиусах и массе экзопланет, собранные космическим спутником Gaia, ученый из Гарварда Ли Цзэн и его коллеги собирают более подробную информацию о внутренних структурах экзопланет.
Они обнаружили, что эти большие газовые карлики лучше объяснить как водные миры. Но это не водные миры, подобные Земле, где, несмотря на то, что они покрывают 71 процент поверхности, вода составляет только 0, 02 процента массы Земли. Вместо этого эти миры состоят из 25 процентов и до 50 процентов воды, и их покрывают странные обширные океаны. Возможно, что до 35 процентов всех известных экзопланет - это эти огромные покрытые океаном сферы, отметил Ли на конференции прошлым летом.
Однако любой, кто хочет плавать по внеземным морям, может об этом забыть.
«Это вода, но ее не так часто встречают на Земле», - говорит Ли в пресс-релизе. «Ожидается, что температура их поверхности будет в диапазоне от 200 до 500 градусов Цельсия. Их поверхность может быть окутана атмосферой с преобладанием водяного пара, а под ней находится слой жидкой воды. Продвигаясь глубже, можно было бы ожидать, что эта вода превращается во льды высокого давления, прежде чем ... достигнет твердого скалистого ядра. Прелесть модели в том, что она объясняет, как композиция соотносится с известными фактами об этих планетах ».
Ли объясняет Джорджу Дворскому в Gizmodo в электронном письме, что эти планеты могут иметь или не иметь определенной поверхности. Глубины океанов могут составлять сотни миль, и они будут называть их «непостижимыми. Бездонный. Очень глубокий ». Для сравнения, самое глубокое известное место в океанах Земли, « Челленджер Глубокая »в Марианской впадине, имеет глубину менее семи миль.
Вес всей этой воды создаст давление в миллион раз больше, чем на поверхности Земли, что приведет к некоторому очень странному явлению на дне, в том числе образованию «горячих, твердых» скальных фаз льда, таких как лед VII,
Так что, если эти водные миры настолько распространены, почему бы нам не иметь подобных в нашей солнечной системе? Цзэн говорит Картеру, что наша планетная система может быть странной, потому что вокруг нас плавают огромные газовые гиганты, такие как Юпитер и Сатурн.
«Образование газовых гигантов и формирование этих близких суперземлей и суб-Нептунов несколько взаимоисключающие», - говорит он. «Наша солнечная система сформировала газового гиганта Юпитер на раннем этапе, что, вероятно, предотвратило или помешало формированию и росту суперземель и суб-Нептун».
В других звездных системах без планеты размером с Юпитер образование каменистых «суперземель» и водных миров, вероятно, довольно распространено.
Шон Рэймонд, астроном из Университета Бордо, который не принимал участия в исследовании, говорит Дворскому, что исследование кажется точным, но предупреждает, что у нас нет прямого подтверждения всех этих водных миров. Наши современные методы обнаружения экзопланет являются косвенными, и мы должны вывести то, что мы знаем, по их радиусу, массе, времени обращения и другим данным.
«Выводы [исследования] являются статистическими, то есть авторы не указывают на конкретные планеты и утверждают, что они являются водными мирами, а скорее фокусируются на населении в целом», - говорит он. «Тем не менее, это классная газета и провокационный результат».
Относительно того, существует ли какая-либо форма космической жизни, трудно сказать. Но мы можем получить больше информации в ближайшее время, когда осажденный космический телескоп Джеймса Вебба запустит в 2021 году. Этот космический прицел следующего поколения должен быть способен непосредственно обнаруживать воду на отдаленных экзопланетах.
