Большинство экзопланет, имеющих размеры в диапазоне между нашей Землей и Нептуном - так называемые субнептуны, - представляют собой, вероятно, обширные водные миры. К такому выводу ученые пришли в результате недавнего исследования с использованием компьютерного моделирования той категории планет, число которых в космосе может превосходить каменистые планеты, похожие на Землю.

Художественное изображение водного мира в далекой солнечной системе. © R. Hurt (IPAC)/NASA/JPL-Caltech

Как сообщила в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America группа под руководством ученого-планетолога Ли Цзэна из Гарвардского университета в Кембридже, такие водные миры во много тысяч раз превосходят по количеству воды нашу собственную планету и находятся при этом в нашей родной галактике. И такое планеты в пределах Млечного Пути, вероятно, более многочисленны, чем каменистые планеты земного типа.

Подоплека

В большинстве исследований и научно-популярных статей по этому вопросу, планеты чаще всего разделяют на категории в зависимости от их массы. В настоящем же исследовании Ли Цзэна и его коллег отличия между различными категориями экзопланет основывается главным образом на размере планет и их диаметре. Так, похожие на Землю планеты размером до двойного земного диаметра считаются каменистыми планетами. Также авторы такой говорят о так называемых суперземлях, тоже определяя этот термин в отношении планет с диаметром до двух земных диаметров. Далее идут субнептуны, то есть планеты в два-четыре раза больше Земли. (Сам Нептун имеет диаметр, в четыре раза превышающий земной). О богатых льдом планетах, в четыре-десять раз превышающих диаметр Земли, исследователи говорят, как о переходных планетах. Далее следуют планеты, в десять раз превышающие диаметр Земли - так называемые газовые гиганты, которые состоят в основном из водорода и гелия.

В то время как некоторые более ранние исследования пришли к выводу, что субнептуны - это либо газовые карлики, либо планеты с каменистым ядром и массивной водородно-гелиевой атмосферой, новое исследование рассматривают третью возможность - субнептуны как большие водные миры, где огромное количество воды, в жидкой или замороженной форме, полностью окружают скалистое ядро, а сами планеты окружены газовой атмосферой.

К таким выводам ученые-планетологи пришли на основании результатов компьютерного моделирования роста планет, вследствие которого они выяснили, какой сценарий лучше всего способен объяснить массу и диаметр экзопланет, известных на сегодняшний день. Основываясь на наблюдении, что знания о массе и диаметре планеты позволяют сделать выводы о ее плотности, исследователи провели многочисленные компьютерные симуляции.

И результаты не оставляют сомнений в том, что субнептуны - это, скорее всего, водные миры, а не газовые карлики, как утверждали до сих пор многие исследователи. Результаты также показывают, что каждый субнептун состоит по меньшей мере на 25 процентов, но, что более вероятно, на более чем 50 процентов из жидкой или замороженной воды. Для сравнения: в составе нашей Земли лишь только 0,02 процента планетарной массы припадает на воду.

В то же время авторы предполагают, что более 1000 таких водных миров можно найти в одних только данных космического телескопа «Кеплер» - то есть среди обнаруженных, но еще не подтвержденных кандидатов в планеты, которые еще предстоит подтвердить, а также среди уже подтвержденных планет. Статистически, водные миры, в соответствии с такой теорией, должны бы быть более многочисленными, чем подобные Земле каменистые планеты. А это значит, что каждая типичная подобная Солнцу звезда могла бы иметь в своих системах один или более водных миров.

Но вот почему в нашей собственной Солнечной системе нет ни суперземли, ни горячего Юпитера, ни даже водного мира (субнептуна), все еще остается загадкой. Впрочем, как и вопрос о том, почему в большинстве планетных систем, открытых телескопом «Кеплер», планеты обращаются вокруг своих звезд значительно ближе, чем это происходит в Солнечной системе. «Возможно, наша Солнечная система с ее близкими к центральному светилу каменистыми планетами и удаленными газовыми планетами действительно является одним из редких исключений?», - задается вопросом Цзэн на страницах портала Space.com.