Обнаружена скрытая угроза для обитаемых миров за пределами Солнечной системы

Так называемые «гицеанские» планеты — гипотетические водные миры с толстыми водородными атмосферами — могут быть пригодны для жизни, но новые данные показывают, что их обитаемые зоны могут быть значительно уже, чем считалось ранее. К такому выводу пришли американские астрофизики из Висконсинского университета. Препринт работы опубликован в журнале arXiv.

Хотя ни одна гицеанская планета пока не подтверждена, ученые активно изучают кандидатов — в частности, известную экзопланету K2-18 b, в атмосфере которой ранее были найдены следы водяного пара, углекислого газа, метана и даже возможный биомаркер — диметилсульфид (DMS), который на Земле производят исключительно живые организмы, преимущественно морской фитопланктон.

Классические оценки обитаемой зоны вокруг звезды основаны на балансе солнечного излучения, достаточного для поддержания жидкой воды. Однако, как утверждают авторы статьи во главе с Джозефом Лайвси, для гицеанских миров, особенно тех, что вращаются близко к звездам типа красных карликов, важную роль может играть приливное нагревание.

«Как и в случае с подледными океанами Европы и Энцелада в нашей Солнечной системе, гицеанские планеты могут получать тепло не только от звезды, но и за счет приливных деформаций», — пояснили исследователи.

Такое дополнительное нагревание, по их данным, смещает обитаемую зону дальше от звезды и делает ее уже. Моделирование показало, что особенно чувствительными к приливному нагреванию оказываются планеты, масса которых составляет порядка 7 масс Земли, а радиус — около 1,7 земного. Эффект заметен преимущественно у звезд с массой ниже 0,3 массы Солнца, а при увеличении массы звезды влияние приливов практически исчезает.

Также выяснилось, что наличие массивного внешнего компаньона — например, газового гиганта — может вызывать периодические орбитальные колебания и усиливать приливное воздействие. В этом случае гицеанская планета может на постоянной основе получать внутреннее тепло, поддерживая жидкую воду и потенциальную биосферу даже при удаленности от звезды.

Ученые отмечают, что в отличие от Земли, где приливная энергия в основном рассеивается, на гицеанских планетах с глубокими океанами она может активно использоваться живыми организмами — если таковые существуют. По мнению авторов, такие условия могли бы ускорить биологическую эволюцию.