Внутренний источник: ученые открыли новый механизм зарождения воды на далеких планетах

Группа исследователей под руководством научного сотрудника Ливерморской национальной лаборатории Харрисона Хорна, выявили механизм образования значительного количества воды на экзопланетах размером с Нептун. 

«Наши эксперименты являются первыми, в которых изучаются взаимодействия между водородом и силикатами в условиях давления и температуры, ожидаемых на границе их раздела на субнептуновых экзопланетах. Мы показываем, что вода не обязательно должна поступать из других частей Солнечной системы. Он может быть произведен внутри самой планеты», — сказал Хорн. 

Субнептуны — это загадочный класс экзопланет, не имеющий аналогов в нашей Солнечной системе. Они обращаются вокруг далеких звезд и по размеру превосходят Землю в 2–4 раза. Несмотря на свою необычность, именно они являются одними из самых распространенных миров в нашей Галактике. Ученые разделили их на две категории: «водные» и «сухие».

Наблюдения космического телескопа «Кеплер» показали, что многие из таких планет расположены очень близко к своим светилам. Обычно соседство с раскаленной звездой приводит к образованию жарких и безжизненных пустынь, но на субнептунах может быть вода. У исследователей есть два объяснения этому феномену. Согласно первому, такие небесные тела сформировались на дальних, холодных окраинах своих планетных систем, где вода существует в виде льда, а затем мигрировали внутрь. По второй версии, воду на поверхность доставили обогащенные веществом объекты, такие как астероиды и кометы.

Новое исследование предполагает третью гипотезу. Хорн и его коллеги считают, что ключ может быть скрываться внутри самой планеты, а не во внешних источниках. С помощью лазерно-нагреваемой алмазной наковальни они воссоздали в лаборатории экстремальные условия, которые царят на «сухих» суб-Нептунах, а именно — на границе между их водородной атмосферой и магматическим ядром.

Оказалось, что при колоссальных температурах и давлении расплавленный силикат вступает в реакцию с водородом. В ходе этого процесса выделяется кислород, который немедленно соединяется с водородом, образуя воду. Количество воды, которое может быть образовано таким способом, варьируется в зависимости от конкретных условий и состава планеты.

Открытие приводит к удивительному выводу: «сухие» субнептуны могут естественным образом эволюционировать в своих «водных» собратьев благодаря внутренним химическим процессам. «Эти результаты помогают углубить наше понимание того, как формируются планеты», — добавил Хорн.

Ранее исследователи предположили, что на Марсе на самом деле нет жидкой воды. К такому выводу их подтолкнул загадочный сигнал, зафиксированный под южной полярной шапкой Марса.

Визуализация Medium