Взгляд сквозь газовую оболочку: близкая к нам суперземля К2-18b может скрывать под своей плотной атмосферой пригодный для жизни океан. К такому выводу исследователи пришли потому, что несмотря на восьмикратную массу Земли, атмосферные параметры этой экзопланеты не исключают существования на ней жидкой воды. И если такое предположение подтвердится, то это будет значить, что и другие суперземли и мини-нептуны также могут соответствовать условиям, пригодным для жизни.
Насколько пригодна для потенциальной жизни находящаяся вблизи нас суперземля K2-18b? Имеется ли там жидкой океан? © Amanda Smith
Жидкая вода является важной предпосылкой для возникновения жизни. И тем более захватывающими становятся открытия новых внесолнечных планет, большинство из которых может состоять из воды. Такие водные миры с радиусом, в два-четыре раза превышающим радиус Земли, могут быть даже более распространены в Млечном Пути, чем землеподобные каменистые планеты. Правда, до сих пор остается неясным, окажутся ли океаны этих миров благоприятными для жизни или они будут сжаты в «лед высокого давления» под давлением плотной газовой оболочки, как это, возможно, обстоит с суперземлей GJ 1214b.
Насколько густа газовая оболочка K2-18b?
До сих пор этот вопрос в отношении этой суперземли оставался без ответа. Эта экзопланета, расположенная на расстоянии около 124 световых лет от нас, имеет радиус, в 2,6 раза превышающий земной, а по массе она примерно в восемь раз больше Земли. И она стала первой суперземлей на сегодняшний день в потенциально обитаемой зоне, в газовой оболочке которой астрономы обнаружили молекулы воды. Это может означать, что под газовой оболочкой есть и вода, а может быть даже океан, благоприятный для жизни.
С другой же стороны, газовая оболочка K2-18b может оказаться настолько толстой, что ее огромное давление сделает невозможным существование там жидкой воды. «Чтобы оценить перспективы обитаемости этой планеты, важно знать ее внутреннее строение и атмосферные условия», - объясняет ведущий автор исследования Никку Мадхусудхан из Кембриджского университета. - «И это покажет нам, может ли жидкая вода существовать в этой атмосфере».
Возможно, это водный мир
Проблема же здесь состоит в том, что с плотностью 2,67 грамма на кубический сантиметр K2-18b находится в пограничной зоне между каменистыми планетами и ледяными газовыми планетами, такими как Нептун. Поэтому нельзя исключать, что планета может иметь небольшое твердое ядро с толстой газовой оболочкой или более тонкую атмосферу с глубоким жидким океаном. Чтобы определить, может ли быть жизнеспособным тамошний гипотетический жидкий океан, исследователи с помощью моделирования проверили различные варианты.
Суперземля K2-18b вращается вокруг красного карлика в его обитаемой зоне и имеет в своей газовой оболочке молекулы воды. © ESA/Hubble, M. Kornmesser
Результат оказался таковым: несмотря на свою большую массу, эта экзопланета вполне может иметь жидкий океан. Как сообщают ученые, согласно моделям, существует несколько комбинаций толщины газовой оболочки и массы активной зоны, которые обеспечили бы его существование. То есть K2-18b была бы водным миром, если бы ее газовая оболочка составляла от шести до ста тысячных от общей массы планеты.
Потенциальное пространство для внеземной жизни становится все больше
Итак, находящаяся поблизости суперземля К2-18b может иметь жидкий водный океан с благоприятными для жизни условиями. «Наши результаты демонстрируют, что потенциал для пригодных для обитания условий не обязательно ограничен каменистыми планетами земного типа», - говорят Мадхусудхан и его коллеги. Поскольку экзопланеты в диапазоне между суперземлями и мини-нептунами встречаются особо часто, это значительно расширяет спектр поиска внеземной жизни.
Интересно еще вот что: как показывают спектральные данные, газовая оболочка K2-18b содержит значительно меньше метана и аммиака, чем ожидалось для такой атмосферы - это показывают спектральные данные. «Однако, в атмосфере с высоким содержанием водорода при примерно 26 градусах метан и аммиак должны быть доминирующими углеродными носителями, если, конечно, там существует химическое равновесие», - говорят исследователи. Это относится, в частности, к газовым и ледяным планетам Солнечной системы.
То есть баланс газовой оболочки на суперземле K2-18b нарушен - физическими или, возможно, даже биологическими процессами. Но причину этого еще предстоит выяснить.
