Мы всегда считали, что вода – это то, что делает планеты пригодными для жизни. Океаны Земли, сверкающие под солнцем, стали эталоном для поиска подобных миров во Вселенной. Но новое исследование, проведённое учеными ETH Zurich и Принстонского университета, бросает вызов нашим представлениям о том, где на самом деле прячется вода на экзопланетах.
Глубинные океаны вместо поверхностных
Оказывается, большая часть воды на молодых планетах, вращающихся вокруг далеких звезд, не разливается по их поверхностям в виде океанов, как мы привыкли видеть на Земле. Она скрыта глубоко внутри, в сердцевине планет, растворившись в расплавленном железе.
Долгое время наука полагалась на простую модель планеты, подобную нашей: железное ядро, окруженное мантией из силикатных пород и поверхностными океанами. Но последние открытия показывают, что экзопланеты – это куда более сложные миры. Многие из них, особенно те, что находятся близко к своим звездам, представляют собой “горячие” планеты с расплавленными магматическими океанами. Вода в этих условиях растворяется в магме гораздо лучше, чем углекислый газ, который стремительно поднимается в атмосферу.
Железная ловушка для воды
Капля железа – ключ к тайне
Ученые выяснили, что капли расплавленного железа, плавающие в этом магматическом “супе”, действуют как своеобразные подъемники, увлекая за собой воду и опускающие ее вглубь планеты. Этот процесс, ранее считавшийся характерным только для умеренных давлений, оказывается эффективен даже при огромных давлениях, свойственных гигантским планетам.
“Чем больше планета, тем больше воды может быть поглощено железом”, – объясняет профессор Кэролайн Дорн из ETH Zurich. “В некоторых случаях это количество может превышать объемы воды, растворяемой силикатной мантий, в 70 раз! При таких давлениях вода не существует уже в привычном нам виде H2O, а распадается на водород и кислород, становясь частью самого ядра планеты.
Переосмысление обитаемости: от океанов к внутренним морям
Эти открытия кардинально меняют наше понимание распределения воды на экзопланетах и, следовательно, потенциальной обитаемости. Ранее считалось, что богатые водой Суперземли – планеты с массой в несколько раз превышающей Землю и покрытые глубокими океанами – являются идеальными кандидатами для жизни. Но теперь выясняется, что большая часть воды на таких планетах может быть заключена в ядре, а не на поверхности.
Это открывает новые горизонты для поиска жизни во Вселенной. Возможно, даже планеты с высоким содержанием воды, где поверхностные океаны кажутся маловероятными, могут обладать условиями, благоприятными для ее возникновения. Вода в ядре может взаимодействовать с мантийными слоями, способствуя выбросу жизненно важных веществ на поверхность и создавая своеобразный “внутренний” цикл.
Космический телескоп Джеймса Уэбба – ключ к разгадке
Телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба, с его уникальной способностью анализировать атмосферу экзопланет, становится ключевым инструментом в этой новой научной гонке. Он позволит ученым изучать связь между атмосферой и внутренними слоями планет, подтверждая или опровергая гипотезы о “внутренних океанах”.
Планета TOI-270d уже предоставила первые доказательства подобных взаимодействий – ее атмосферу связывают с магматическим океаном в глубине. К2-18b, известная как потенциально обитаемая планета, также находится в поле зрения исследователей.
Таким образом, мы переходим от поиска поверхностных вод к пониманию сложных внутренних циклов на экзопланетах. Вода, тайна которой раскрывается все глубже, оказывается не только источником жизни, но и ключевым элементом в формировании самих планет и их потенциальной обитаемости.
