Среди наблюдаемых планет, находящихся за пределами Солнечной системы, есть большое количество субнептунов — газовых карликов, на которых были найдены остатки первичной атмосферы и водяной пар. Продолжив исследования, ученые выдвинули гипотезу о том, что при таких условиях на поверхности планет могут формироваться океаны, а значит высока вероятность появления жизни.
Атмосфера экзопланет
За пределами нашей планетарной системы экзопланеты радиусом от 1-го до 4-х земных — не редкость. Так как они находятся достаточно близко к своим звездам, периоды их полного вращения вокруг своей оси не превышают ста дней, а воздействие солнечных ветров настолько сильное, что поверхность планет могла быть полностью стерильной, если бы не атмосфера. Уже долгое время ученые пытаются понять, как при таких условиях естественная оболочка планеты сохранилась.
«Все начинается с протопланетного облака из легких газов и большого количества водяного льда. Близко к звезде лед быстро испаряется и силикатное ядро планеты образоваться просто не успевает. Но за так называемой линией снега, где излучение молодой звезды не такое сильное, формируются более массивные ядра. Они притягивают окружающий газ, накапливают первичную атмосферу и становятся газовыми гигантами», — объясняет Валерий Шематович.
Появление океанов на субнептунах
Как правило, в планетарной системе существуют несколько газовых гигантов, которые воздействуют на другие небесные тела и приближаются к родительской звезде. Мощное ультрафиолетовое излучение светила стирает первичные газовые оболочки планет, но крупным объектам удается сдержать эту оболочку, в результате чего они превращаются в горячие юпитеры.
Планеты с меньшим радиусом теряют атмосферу. Ученые разделяют их на суперземли (радиус которых близок к земному) и субнептуны (небесные тела, чей радиус превышает радиус Земли в 2-4 раза). Между субнептунами наблюдается явление, которое называется делением Фултона или ущельем фотоиспарения. По мнению исследователей, именно это явление вместе с сильным влиянием звезды на оболочку планеты приводит к образованию вторичной атмосферы на суперземлях и субнептунах.
Также известно, что при сближении со звездой каменистое ядро газового карлика расплавляется и на поверхность выходит магма. Если субнетун двигается в сторону светила слишком быстро, на поверхности планеты формируется океан. Как объясняет эксперт, вода в таком океане может присутствовать во всех трех состояниях: в жидком, твердом и газообразном.
В 2019 году в системе звезды TOI-270 были открыты два субнептуна, которые, предположительно, наполовину состоят из льда. Однако первый газовый карлик слишком горячий, а второй — очень массивный, поэтому на их поверхности образование океана невозможно. Но, как утверждают исследователи, активность красного карлика TOI-270 слишком мала — её недостаточно для полной стерилизации планеты. С другой стороны, родительская звезда очень яркая, поэтому существует вероятность, что на каменистых планетах, которые находятся за орбитами субнептунов, есть жидкость.