Потенциально обитаемая экзопланета стала еще перспективнее

Британские астрофизики смоделировали внутреннее строение экзопланеты K2-18b – единственной известной ученым планеты вне Солнечной системы, на которой точно есть и жидкая вода, и температура, подходящая для появления жизни. Расчеты ученых показали, что потенциально обитаемые планеты могут быть похожи как на Землю, так и на Нептун. Статью принял к публикации научный журнал Astrophysical Journal Letters, ее предварительную версию можно прочитать на сайте электронной научной библиотеки arXiv.org.

Предыстория

Экзопланета K2-18b располагается в 124 световых годах от Земли, она вращается вокруг красного карлика в созвездии Льва. Ее радиус более чем в два раза больше земного, масса же больше более чем в восемь раз. K2-18b находится в так называемой зоне обитаемости – области вокруг звезды, на поверхности которой может существовать жидкая вода и условия которых могут быть благоприятны для возникновения жизни.

Планету открыл орбитальный телескоп Kepler еще в 2015 году. Она относится к классу суперземель – планет, чьи размеры находятся в промежутке между массами Земли и Нептуна. Это самый распространенный тип планет в нашей Галактике.

В сентябре прошлого года ученые опубликовали результаты анализа данных телескопа "Хаббл", согласно которым в атмосфере K2-18b есть пары воды, а также молекулы водорода и гелия. Это сделало планету интересной целью для дальнейших исследований.

От железного шара до водного мира

Астрофизики из Кембриджского университета (Великобритания) во главе с Никку Мадусуданом решили выяснить, подходят ли для возникновения жизни не только атмосфера, но и внутренние области планеты. "Ученые находили водяной пар на многих экзопланетах, но даже если подобный объект находится в обитаемой зоне, это еще не означает, что на его поверхности есть все условия для появления жизни", – пояснил Мадусудан.

В отношении K2-18b проблемы заключались в том, что по размеру она ближе к Нептуну, нежели к Земле. Поэтому водородная оболочка экзопланеты могла быть слишком толстой – настолько, чтобы давление и температуру на поверхности K2-18b были слишком велики для того, чтобы там могла зародиться и существовать жизнь.

Чтобы проверить это, ученые создали несколько моделей внутреннего устройства небесного тела на основе ранее полученных данных о массе K2-18b, ее радиусе и составе атмосферы. Результаты работы опровергли прежние опасения: водородная оболочка планеты не должна мешать образоваться и существовать условиям, подходящим для жизни.

Также расчеты показали, что под атмосферой K2-18b может скрываться как металлическая планета, так и водный мир с океанами, похожими на земные. Согласно новой модели содержание метана и аммиака в атмосфере экзопланеты оказались ниже прогнозируемых. Связано ли это с какими-либо биологическими процессами, ученые пока не смогли установить.

Согласно модели масса водорода в атмосфере экзопланеты может достигать 6% от всей массы K2-18b. При этом для Земли такой показатель составляет около одной миллионной, то есть в 10000 раз меньше.

Ученые считают, что их результаты могут расширить диапазон поиска потенциально обитаемых планет до объектов размером с Нептун. Этому может помочь и то, что планеты, подобные K2-18b, наблюдать гораздо удобнее.