Водные миры распространены: экзопланеты могут содержать огромное количество воды

Ученые показали, что вода, вероятно, будет главным компонентом тех экзопланет (планет, вращающихся вокруг других звезд), которые в два-четыре раза превышают размеры Земли.

Экзопланеты похожи на Землю, арт концепция. ©НАСА

Этот момент будет иметь значение для поиска жизни в нашей Галактике. Работа представлена на конференции в Гольдшмидте в Бостоне.

Открытие в 1992 году экзопланет, вращающихся вокруг других звезд, вызвало интерес к пониманию состава этих планет, чтобы определить среди других целей, подходят ли они для развития жизни. Теперь новая оценка данных космического телескопа Kepler с космическим телескопом и миссией Gaia показывает, что многие из известных планет могут содержать до 50% воды. Это намного больше, чем земное содержание воды — 0,02% (по массе).

"Было огромным сюрпризом понимание, что должно быть так много водных миров", - сказал ведущий исследователь д-р Ли Цзэн (Гарвардский университет).

Ученые обнаружили, что многие из 4000 подтвержденных или кандидатов на экзопланеты, обнаруженных до сих пор, делятся на две категории в размерах: планеты с радиусом планет, составляющим в среднем около 1,5 от земного, и теми, которые усредняются примерно в 2,5 раза радиуса Земли.

Теперь группа международных ученых, проанализировав экзопланеты с измерениями масс и недавними измерениями радиусов со спутника Гайа, разработала модель их внутренней структуры.

"Мы рассмотрели, как масса относится к радиусу, и разработали модель, которая могла бы объяснить отношение", - сказал Ли Цзэн. Модель показывает, что те экзопланеты, которые имеют радиус около x1.5 радиуса Земли, как правило, являются скалистыми планетами (обычно х5 - массой Земли), а те, у которых радиус радиуса радиуса x2,5 (с массой около x10 Земли) - это, вероятно, водные миры".

"Это вода, но не такая как обычно встречающаяся здесь на Земле", - сказал Ли Цзэн. "Предполагается, что их температура поверхности будет находиться в диапазоне от 200 до 500 градусов Цельсия. Их поверхность может быть покрыта атмосферой с преобладанием водяного пара с подтекающим под ней слоем жидкой воды. Двигаясь глубже, можно было бы ожидать, что эта вода превратится во льды высокого давления прежде чем мы достигнем твердого каменистого ядра. Красота модели заключается в том, что она объясняет, как композиция относится к известным фактам об этих планетах".

Ли Цзэн продолжил: "Наши данные показывают, что около 35% всех известных экзопланет, которые больше Земли, должны быть богаты водой. Эти водные миры, вероятно, сформировались аналогичным образом к ядрам гигантских планет (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун), которые мы находим в нашей собственной солнечной системе. Недавно запущенная миссия TESS найдет еще много других миров, с помощью наземных спектроскопических наблюдений. Космический телескоп следующего поколения Джеймс Вебб, как мы надеемся, сможет и будет характеризовать атмосферу некоторых из них. Это захватывающее время для тех, кто интересуется такими отдаленными мирами".

Профессор Сара Сигер, профессор планетарной науки Массачусетского технологического института и заместитель научного директора недавно запущенной миссии TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), которая будет искать экзопланеты, сказала:

"Удивительно думать, что загадочные экзопланеты среднего размера могут быть водными мирами с огромным количеством воды. Надеемся, что атмосферные наблюдения в будущем — толстых паровых атмосфер — могут поддержать или опровергнуть новые результаты".

Источник