Пригодны ли для жизни планеты-гикеаны?
В последние годы астрономы охотились за экзопланетами нового типа, особенно подходящими для жизни. Они называются гикеанами, и для них характерны обширные океаны с жидкой водой и плотные атмосферы, богатые водородом. Название было придумано в 2021 году кембриджским астрономом Никку Мадхусуданом, чья команда в 2023 году с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» рассмотрела крупным планом одну из возможных планет-гикеанов, K2-18b.
В статье, недавно принятой к публикации в январе этого года изданием Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Мадхусудан и его соавтор Фрэнсис Ригби исследовали, как может выглядеть внутренняя структура планет-гикеанов. Доступ к статье можно получить на сервере препринтов arXiv.
Гикеаны не похожи на планеты в нашей Солнечной системе. Они, как правило, намного больше планет земного типа, за что их прозвали «мини-нептуны». Их легче обнаружить, чем небольшие скалистые планеты, а плотная атмосфера обеспечивает им более широкую зону обитания.
Те же свойства также делают их идеальными кандидатами для спектроскопического анализа, где измерение химического состава атмосфер может выявить биосигналы.
Чтобы определить потенциальные характеристики пригодного для жизни мира Хайс, Ригби и Мадхусудан использовали инструмент моделирования под названием HyRIS для составления карты возможных планетарных структур. Они ограничили свои модели тем, что учитывали пригодные для жизни температуру и давление только на поверхности океана, где вода встречается с воздухом.
Даже при соблюдении этих строгих условий результаты показали большое разнообразие возможных внутренних структур. Океанские глубины пригодного для жизни гикеана могут варьироваться от 10 до 1000 километров (для сравнения, глубина океана Земли в среднем составляет около 3,7 км).
Одним из факторов, который потенциально ограничивает обитаемость этих миров, является то, что они, вероятно, имеют толстый слой льда между дном океана и каменистым ядром планеты. На Земле в результате выветривания скалистого морского дна образуются питательные вещества, необходимые для жизни — лед может препятствовать этому процессу. Тем не менее, все еще существует вероятность того, что эти питательные вещества могли транспортироваться через лед посредством конвекции или доставляться на планету другими путями, например, при столкновении с кометами и астероидами или конденсации атмосферы.
В исследовании также рассматривались несколько реальных планет-кандидатов, и среди них есть три, которые выделяются как имеющие хорошие шансы на обитаемость.
Хотя эти три кандидата вращаются вокруг красных карликов, известных своими сильными, враждебными солнечными вспышками, звезды этих планет сравнительно спокойны. Это TOI-270 d, TOI 1468 c и TOI-732 c.
Каждая из этих трех планет запланирована для наблюдения «Джеймсом Уэббом».
