В нашей родной галактике, Млечном Пути, может быть намного больше планет не просто земного типа, но и очень похожих на Землю, то есть планет с океаном и сушей, чем предполагалось ранее. Именно так выглядит вывод нового исследования датских астробиологов.
Художественное изображение похожих ни Землю планет. © NASA, ESA and G. Bacon (STScI)
Как пишет журнал Science Advances, команда под руководством профессора Андерса Йохансена из Института GLOBE при Копенгагенском университете, жидкая вода на поверхности планеты является основным условием возникновения жизни - по крайней мере, в том виде, в каком мы ее знаем на Земле. До сих пор было трудно предсказать вероятность появления водных планет, потому что ученые-планетологи продолжали предполагать, что сама вода попала на Землю только в результате случайных ударов об нее содержащих воду астероидов и комет.
Однако в своем исследовании ученые показывают, что вода, вероятно, уже присутствовала во время самой фазы формирования планеты. В частности, исследование показывает это для планет Земля, Венера и Марс.
«Все результаты говорят о том, что вода с самого начала была одним из основных строительных блоков нашей планеты», - объясняет Йохансен. - «Поскольку молекулы воды очень распространены во вселенной, вполне понятно, что это относится и ко всем другим планетам земной группы Солнечной системы. (...) А сможет ли вода оставаться в жидкой форме на поверхности планеты, это зависит только от расстояния до центральной звезды».
В своих компьютерных моделях Йохансен и его коллеги вычислили, как быстро и из каких основных строительных блоков возникают планеты. Результаты показывают, что Венера, Земля и Марс сформировались около 4,5 миллиардов лет назад в результате так называемой аккреции, первоначально из частиц пыли миллиметрового размера, состоящих из льда и углерода, которые, как известно, вращались вокруг всех молодых звезд Млечного Пути.
«До того момента, когда масса Земли выросла до одного процента от ее нынешней массы, наша планета росла, накапливая массу кусков размером с гальку, содержащих лед и углерод», - объясняют исследователи. - «После этого Земля росла все быстрее и быстрее, пока не достигла своего нынешнего размера примерно через пять миллионов лет. Таким образом, температура поверхности значительно повысилась, что привело к испарению льда в упомянутой «гальке» на пути к поверхности и, в конечном итоге, привело к тому, что около 0,1 процента массы нашей планеты состояло из воды, что составляет около 70 процентов покрытия всей земной поверхности».
Новыми расчетами ученые подтверждают собственное исследование, которое они представили около 10 лет назад вместе с коллегами из Лундского университета под названием «галечная аккреция» (pebble accretion).
Как объясняет Андерс Йохансен далее, молекулы воды (H2O) были обнаружены уже повсюду в нашей домашней галактике, что обещает возможность того, что и другие планеты могли образоваться таким же образом, как Земля, Марс и Венера. «Все каменистые планеты Млечного Пути могли быть созданы из одних и тех же строительных блоков. Но это также означает, что все они имеют (пропорционально) такое же количество воды и углерода, как наша Земля. А это значит, что количество планет у других звезд, на которых преобладает правильная температура жидкой воды, будет намного больше».
«С помощью нашей модели мы можем показать, что все планеты образованы с одинаковым количеством воды. Но это также предполагает, что на этих планетах не только такое же количество воды и океанов, что и на нашей Земле, но и такое же количество суши», - объясняет соавтор исследования, профессор Мартин Биццарро. «Таким образом, там тоже могли бы возникнуть хорошие условия для возникновения жизни».
Однако, если бы количество воды на планетах было случайным, большинство планет значительно отличались бы друг от друга. «Некоторые планеты оказались бы слишком сухими для развития жизни, в то время как другие будут полностью покрыты водой. Планета, полностью покрытая водой, конечно, подходила бы для развития морской жизни, но она обеспечивала бы меньше возможностей для развития на ней сознательных и разумных цивилизаций», - заключает Йохансен.
Теперь Йохансен и его коллеги тоже надеются на следующее поколение больших наземных и космических телескопов, с помощью которых можно будет анализировать атмосферы далеких планет, а затем определять количество водяного пара в атмосфере каждой из них. «Эти данные смогут также сказать нам, сколько океанов может быть на той или другой планете».
