Планетологи предсказали существование экзопланет с «тонкой скорлупой»
Планетологи предположили существование необычных экзопланет — скалистых, с очень тонким внешним слоем, отсутствием тектоники плит и невыразительных с топографической точки зрения. Моделирующее исследование опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.
По словам первого автора работы, планетарного геолога Пола Бёрна из Вашингтонского университета, такие планеты в любом случае будут встречаться довольно редко. Среди уже обнаруженных нами планет их может быть до трёх штук.
Учёные смогут проверить эту гипотезу при помощи телескопов, которые войдут в строй уже в ближайшее время. Из-за отсутствия тектоники плит подобные планеты, скорее всего, не смогут поддерживать жизнь. По этому поводу у учёных есть разные мнения — как о строгой необходимости наличия тектоники плит для поддержания жизни на планете, так и о её необязательности.
Бёрн говорит, что важно знать о наличии тектоники плит на той или иной планете, потому что этот фактор может оказаться необходимым для поддержания жизни на большой каменистой планете. Это важно как в случае обнаружения землеподобных планет в других звёздных системах, так и для обсуждения вопроса обитаемости в целом.
Новая модель даёт возможность оценить наличие тектоники плит у планеты по стандартным параметрам — расстоянию от звезды, массе и размеру. На сегодня уже более 4000 экзопланет считаются открытыми и подтверждёнными. Однако их фотографии — это просто неразличимые пятнышки. Пока у нас нет инструментов, позволяющих разглядеть их поверхность. Данная работа — один из множества небольших шажков в сторону понимания миров с геологической и геофизической точек зрения, в то время, как точные прямые измерения нам недоступны.
Свойства планет можно условно поделить на внутренние (размер, температура ядра, состав) и внешние (расстояние до звезды). Лучше всего мы изучили планеты нашей Солнечной системы, но найденные нами закономерности не обязательно будут универсальными для планет других звёзд.
Поэтому Бёрн с коллегами решили посмотреть, какие характеристики планет и их систем играют важнейшую роль в определении толщины внешнего слоя — литосферы. Её толщина определяет, способна ли планета поддерживать такие топографические особенности, как горы, или существует ли нужный баланс между твёрдостью и гибкостью литосферы, позволяющий одной из плит наезжать на другую, как происходит в тектонических процессах. Эти процессы помогают Земле регулировать температуру на длительных временных промежутках — поэтому они считаются важными для обитаемости.
Учёные взяли за отправную точку каменистую планету, подобную Земле, и «покрутили ручки настройки», построив тысячи примеров на основе модели. Оказалось, что в первую очередь толщина литосферы зависит от температуры поверхности. Хотя на неё влияют и другие параметры — масса планеты, расстояние до звезды, и даже возраст. Модель говорит, что у небольших, старых миров, расположенных далеко от звезды, литосфера будет толстой и твёрдой. Однако в некоторых случаях у планет может быть и очень тонкая литосфера всего в несколько километров толщиной — планета с «яичной скорлупой».
Бёрн считает, что поверхность таких планет может напоминать равнины Венеры. На них много застывших лавовых потоков и мало возвышенностей — литосфера в таких местах тонкая из-за высочайших температур поверхности.
Изображение венерианских равнин (цвета ненастоящие). Персиковые линии — тектонические структуры, фиолетовые области — гладкие вулканические равнины. На фото уместилась поверхность планеты протяжённостью около 1400 км. Получено с межпланетной станции «Магеллан», изучавшей Венеру в 1990-х.
Бёрн говорит, что они с командой хотят не просто разобраться в разнообразии различных экзопланет, но помочь разработать набор параметров, характерный для обитаемых миров. Причём обитаемых на длительных промежутках времени — жизни, судя по всему, требуется время на то, чтобы «разогнаться» и перейти в устойчивое состояние. Всё это может помочь ответить на один из самых фундаментальных вопросов: одиноки ли мы во Вселенной?
