Ученые выяснили, как на субнептунах появляется вода
Ученые нашли объяснение, почему на некоторых экзопланетах много воды, хотя они находятся слишком близко к своим звездам. Речь идет о планетах из класса субнептунов — их размер находится между Землей и Нептуном. Обычно у них есть каменистое ядро и плотная атмосфера из водорода или воды.
Проблема в том, что астрономы часто находят такие планеты на очень горячих орбитах. Там вода не может сконденсироваться в лед при формировании планеты. Раньше считалось, что эти миры образовались далеко от звезды, за линией снега, а затем переместились ближе. Другая гипотеза предполагала, что воду доставили кометы и астероиды. Но на многих субнептунов наблюдаемое количество воды слишком велико, чтобы подтвердить эти теории.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, предлагает другой механизм. Планеты могут сами производить воду в больших количествах. Ученые провели эксперименты, которые имитировали условия в недрах таких миров.
Давление на субнептунах может в 10 тысяч раз превышать земное. Из-за такого высокого давления и температур каменистое ядро планеты превращается в расплавленную магму. Эксперименты показали, что водород из атмосферы вступает в химическую реакцию с этой силикатной магмой. Кислород, который освобождается из магмы, соединяется с водородом. В результате образуется вода.
Этот процесс способен произвести очень много воды — до нескольких десятков процентов от массы планеты. Это гораздо больше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Открытие по-новому связывает два типа планет. Ученые теперь полагают, что миры с водородной атмосферой могут быть предшественниками миров, богатых водой. Со временем водород в атмосфере расходуется на производство воды, и планета постепенно превращается из водородной в водную. Миры, у которых водородная атмосфера покрывает богатый водой слой над ядром, могут быть широко распространены во Вселенной.
Новый механизм показывает, что для появления большого количества воды планете не обязательно формироваться далеко от своей звезды. Это означает, что водные миры могут быть более частым явлением и образовываться в самых разных условиях. Это расширяет и диапазон планет, где теоретически может существовать вода.
Ранее астробиологи создали модель, которая помогла понять устройство субнептунов.
Визуализация Robert lea
Самое популярное
