Дослідження «суперземель» відкриває нові дивні океани з потенціалом для життя

Легко уявити Землю водним світом із величезними океанами та прекрасними озерами, але порівняно з багатьма світами Земля особливо волога. Навіть крижані супутники Юпітера і Сатурна мають набагато більше рідкої води, ніж Земля. Земля незвичайна не тому, що на ній є рідка вода, а тому, що вона має рідку воду в теплій, придатній для життя зоні Сонця. Як нове дослідження в Комунікації природи Це показує, що Земля може бути набагато дивнішою, ніж ми думали.

Вода є однією з найпоширеніших молекул у Всесвіті. Водень є найпоширенішим елементом у Всесвіті, а кисень легко виробляється в рамках зоряного термоядерного циклу CNO. Отже, ми очікуємо, що багаті водою планети будуть багаті зоряними системами. Але це не означає, що рідкої води буде багато. У нашій сонячній системі є два світи з рідкою водою. Гігантські супутники Землі і газ.

Як і на інших теплих планетах земної групи, таких як Венера і Марс, у молодості Земля мала рідку воду. Марс був надто молодий, щоб утримати воду. Значна частина випарувалася в космос, а частина замерзла в поверхневій корі. Венера була достатньо великою, щоб утримувати воду, але її інтенсивне тепло змусило більшу частину її википіти в густій ​​атмосфері. Ми все ще не зовсім впевнені, як Землі вдається зберегти свої океани, але, ймовірно, це поєднання сильного магнітного поля та додаткової допомоги від води з астероїдів і комет під час періоду потужного бомбардування.

Крижані супутники Юпітера і Сатурна – інша історія. Він був досить далеко від Сонця, щоб утримувати воду свого утворення. Вони швидко утворили товстий шар льоду, щоб вода не випаровувалася в космос. Але ці супутники є маленькими світами, і вони замерзли б дуже швидко, якби не приливні сили, які діють їхніми газовими гігантами.

Оскільки планети з холодним газом, ймовірно, мають крижані супутники, загальна ідея полягає в тому, що ми швидше знайдемо життя у світі, схожому на Європу, ніж у світі, схожому на Землю. Але це нове дослідження вимагає різниці. Він стверджує, що рідка вода, швидше за все, існує на суперземлях.

Суперземлі охоплюють діапазон мас від двох мас Землі до маси Нептуна. У великому кінці, ймовірно, знаходяться газові світи з щільною атмосферою. З меншого боку вони, ймовірно, будуть більше схожі на Землю. Судячи з екзопланет, які ми знайшли на даний момент, суперземлі є найпоширенішими. Більшість із них, імовірно, перебувають за межами зони проживання своїх зірок у холодніших регіонах зоряної системи. Тож він, ймовірно, багатий на воду. Але його також навряд чи можна буде знайти на орбіті газового гіганта, тому зазвичай припускають, що крижаний покрив з часом замерзне.

Причина пов’язана з різними температурами замерзання та танення льоду. Тип льоду на Землі тане приблизно за 0°C. Але це стосується лише атмосферного тиску Землі. При високому тиску існує кілька видів льоду з різними температурами плавлення. Хоча це трохи складно, при більш високому тиску лід може мати набагато вищу температуру плавлення. Тож навіть якщо суперземля є геологічно активною, вона може бути недостатньо теплою, щоб розтопити лід.

Це нове дослідження показує, що суперземлі не обов’язково бути достатньо гарячими, щоб утворити глибокий океан. Завдяки геотермальному та ядерному нагріванню він може розтопити тонкий шар води на своїй поверхні, і завдяки тріщинам і різним фазовим переходам води вода може проникнути в шар трохи нижче замерзлої поверхні. Цього процесу буде достатньо для створення багатого шару рідкої води для океанів. Оскільки тепло гігантської Землі триває мільярди років, вона може підтримувати рідкий океан достатньо довго для розвитку життя.

Виходячи з того, що ми знаємо про екзопланети, океани гігантської Землі можуть бути в 100 разів більш поширеними, ніж океани земних світів або крижаних супутників. Це означає, що життя має більше можливих домів, ніж ми думали.

Ця стаття була спочатку опублікована Всесвіт сьогодні Браян Куперлін. Читати Оригінал статті тут.