Ученые провели переоценку содержания воды в недрах планет
Вода считается неотъемлемым компонентом жизни в той форме, которая нам известна. Поэтому в поисках живых организмов или условий, способных поддерживать жизнедеятельность, в первую очередь исследователи занимаются поиском следов воды. Новая работа, проведенная учеными из Цюриха, показывает, что необходимо изменить подход к оценке содержания воды в скалистых планетах. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Большинство известных сегодня экзопланет находятся рядом со своими звездами. Это означает, что их поверхность, скорее всего, расплавлена, на ней плещутся океаны магмы, которая еще не остыла и не сформировала кору, подобную земной. В таких магматических океанах вода очень хорошо растворяется. В отличие, например, от углекислого газа, который быстро выделяется в атмосферу.
А под океаном магмы скрыто железное ядро. Но как именно распределяется вода между мантией и ядром? Это и изучали авторы работы. Они провели моделирование. На начальном этапе формирования планеты значительная часть железа, которое в будущем сформирует ядро, находится в виде вкраплений в магматическом бульоне. В нем же железо связывается с водой и оседает ближе к центру планеты вместе с ней. При определенных условиях железо способно связывать в 70 раз больше воды, чем силикаты, составляющие мантию и кору.
Причем модель показала, что это справедливо и для планет наподобие Земли, и для более крупных скалистых объектов. Только на них из-за более высокого давления в ядре вода присутствует отдельно в виде водорода и кислорода.
Таким образом, вода, которая присутствует на поверхности Земли, является лишь малой частью всех водных запасов планеты. Хотя до воды, скрытой в ядре, добраться не получится. Открытие имеет важное значение для интерпретации астрономических наблюдений.
Сейчас известно немало планет-океанов, которые должны быть полностью покрыты большим слоем воды. Но их не наблюдают напрямую. К таким выводам ученых приводят расчеты на основе размеров и гравитационного воздействия экзопланет на звезды. Определенные значения плотности указывают, что объект должен содержать много воды. И ее автоматически «помещают» на поверхность планеты.
Однако авторы новой работы подчеркивают, что этот подход ошибочен, потому что не учитывает растворенную в недрах планеты воду. Если сделать такую поправку, то планет-океанов окажется гораздо меньше, что меняет оценку их пригодности для поддержания жизни. Лучшие данные для этого могут предоставить наблюдения атмосфер экзопланет.
Ранее мы рассказывали о том, что ученые выявили дополнительные риски для потенциально обитаемых планет на орбитах красных карликов.
