Неочаквано дълбоки океани върху извънземни водни светове?

Синя планета с няколко облака, гледани от космоса с две слънца.

Концепцията на художника за екзопланета воден свят, описана в ново изследване. Ако те съществуват, тези далечни водни светове може да имат глобални океани много, много по -дълбоки от всички в нашата Слънчева система. Изображение чрез NASA/JPL-Caltech.


Водни светове- планети или луни с глобални океани - се смяташе за част от научната фантастика, но сега започваме да научаваме, че те не само съществуват, но всъщност могат да бъдат доста често срещани. В нашата собствена слънчева система е известно, че луните Европа, Енцелад, Титан и Ганимед имат такива океани под външната си ледена кора. ДориПлутонсега се смята, че има такъв! Може би други светове в нашата Слънчева система имат вода, която все още не сме открили. Учените също смятат, че се доближават до откриването на екзопланети-планети, обикалящи около отдалечени звезди-които също са водни светове, включително планети с глобални или почти глобални океани на повърхността си.

Ново проучване показва, че някои водни светове на екзопланети могат да имат океани много по -дълбоки от всички в нашата слънчева система.Неочаквано дълбоко, дори, като на стотици или хиляди мили дълбоко. Новото изследване бешепубликуванивИзвестия на Националната академия на науките(PNAS) на 29 април 2019 г. от астронома на Харвардския университетЛи Зенги колегите му. Зенг обясни, че според компютърните симулации на екипа някои планети може да иматневероятнодълбоки океани:


Стотици или хиляди километри ... Непостижими. Без дъно. Много дълбоко.

Земните океани не са толкова дълбоки. Средната дълбочина на океана на Земята е около 3,5 км. Максималната дълбочина е около 11 км в дъното наМариански ров.

Данните, които екипът събра от техните компютърни симулации, предполагат, че водните светове вероятно са често срещани в нашата галактика, особено в планетите с размер под Нептун-илимини-Нептун- които имат радиуси два до четири пъти по -големи от тези на Земята, но са по -малки от Нептун. Най -вероятно тези планети имат дълбоки глобални океани, а не гъста атмосферагазови джуджета,ледени гигантиилигазови гиганти. Луните като Европа и Енцелад имат дълбоки подземни океани, за своите размери, но те все още не са толкова дълбоки, колкото океаните, които биха съществували в поднептуновите светове.

Зеленикава екзопланета с повърхностен океан и облаци срещу звездното пространство.

Други видове водни светове може да са скалисти екзопланети с глобални повърхностни океани, по -подобни на Земята. Концепцията на този художник е наKepler-22b, супер-Земя и първата екзопланета, която мисията на NASA Kepler потвърди, че обикаля в обитаемата зона на звезда. Изображение чрез NASA/Ames/JPL-Caltech.




Тези поднептунови светове са един от двата основни вида екзопланети, открити досега. Другите сасвръхземли, между един и четири пъти размера на Земята, които са плътни и скалисти. В нашата Слънчева система няма суперземни, с изключение на възможнотоПланета девет(ако някога бъде намерен). Под-Нептуните имат много по-ниска плътност и астрономите не са сигурни дали са газови джуджета, като Юпитер или Сатурн, но по-малки, със скалисто ядро ​​и гъста водородна атмосфера. Или ниската им плътност означаваше, че съдържат много вода?

Обикновено те биха се приели за газови джуджета, тъй като водните светове трябва да са отвъд „снежна линия”В планетна система, където температурите са достатъчно студени за вода или лед, а много под-Нептуни са много близо до звездите си. Но новите компютърни симулации предполагат, че не винаги е така, че много под-Нептуни имат много по-малки атмосфери по отношение на техния размер, по-скоро като по-малкиземни планетикато Земята или Венера. Атмосферата им нямаше да бъде толкова дебела или дълбока, колкото другите под-Нептуни от газови джуджета.

Както е посочено в новия документ:

Откриването на множество екзопланетни системи, съдържащи разнообразни популации от планети, обикалящи много близо до техните звезди -домакини, предизвиква теориите за формирането на планетите, основани на Слънчевата система. Тук ние се фокусираме върху планетите с радиуси 2-4 Земи, чиито композиции се обсъждат. Смята се, че те са или газови джуджета, състоящи се от скалисти ядра, вградени в богати на водород газови обвивки, или водни светове, съдържащи значителни количества доминирана от вода течност/лед в допълнение към скалата и газа. Ние твърдим, че тези планети са водни светове.


Планета със среден кръгъл син океан и останалия бял цвят лед.

Още един вид хипотетичен воден свят-планета „очна ябълка“-където има океан само от страната на звездата. Останалата част от повърхността е лед. Изображение чрезeburacum45/DeviantArt.

Но ако има под-Нептуни от водния свят близо до техните звезди, как са се образували те? Констатациите показват, че те първо са се образували по -далеч от звездите си, а след това постепенно се сближават с времето. Както каза Зенг вGizmodo:

Воден свят, близък до своята звезда, трябва да се е образувал много по -далеч и след това да се приближи, когато орбитата му се сви. Съставът на планетата е зададен, когато е бил по -далеч на по -студена орбита. Процесът на свиване на орбитата се нарича „миграция“ и се движи от гравитацията на газовия диск, от който са се образували планетите. Ако водните светове са често срещани, това дава наистина силно потвърждение, че миграцията наистина се случва и е ключов процес във формирането на планетите, както около други звезди, така и в нашата собствена Слънчева система.

Изследването показва, че много под-Нептуни са доста мокри, но справедливикакмокри ли са? Резултатите показват, че най -малко 25 процента от масата им биха били вода или лед, а може би и до 50 процента. Това е потресаваща сума. Ние мислим за Земята като за воден свят, но нейната маса всъщност е само 0,025 процента вода, за сравнение. Някои водни светове може да имат толкова много вода, че са изцяло регистрирани с вода, течни чак до най-дълбоките части на планетата.


Кафяви пукнатини в ледена повърхност, гледани от орбита.

Луната на Юпитер Европа е воден свят, с дълбок глобален океан под външната си ледена кора. Този изглед е от космическия кораб „Галилео“ през 90 -те години. Изображение чрез НАСА/JPL-Caltech/Институт SETI.

Налягането далеч в някои от тези океани също може да бъде като нищо на Земята, подобно на aмилион пътиатмосферното повърхностно налягане, което изпитваме. В тези екстремни среди течната вода би била компресирана в уникални фази на лед с високо налягане, като напрЛед VIIилисуперионичен лед. Тези ледове не се срещат естествено на Земята, но са създадени в лаборатория. Както каза Зенг:

Тези ледове с високо налягане са по същество като силикатни скали в дълбоката мантия на Земята, те са горещи и твърди. Това са напълно различни светове в сравнение с нашата собствена Земя.

Компютърните модели взеха предвид и други променливи, включително изобилието от мъгляви газове, богати на вода ледове, скални материали, състоящи се предимно от желязо и никел и влияния от сложни химични процеси, задвижвани от температура, скорост на охлаждане, изпаряване, кондензация, плътност и разстояние да приема звезда. Както Зенг отбеляза:

Статистически погледнато, тези водни светове може да са по-изобилни от подобни на Земята скалисти планети. Може би всяка типична звезда, подобна на Слънце, има един или повече от тези водни светове [и може би] нашата Слънчева система е по-малко типична. Най-общо казано, този тип архитектура на планетна система с близки скалисти суперземли и богати на вода под-Нептуни може да е по-често срещана в Млечния път, отколкото нашия тип Слънчева система.

Земните океани от космоса с облаци.

Разбира се, Земята е най-известният воден свят с океани, които покриват около 70% от повърхността. Това количество бледнее вода в сравнение с това, което може да съществува във водните светове, обсъждано в новия документ. Изображение чрез НАСА.

Така че с цялата тази вода, може ли тези планети да бъдат потенциални домове за цял живот? Да, има много вода, но какво да кажем за необходимите химични елементи и хранителни вещества, които се намират на океанските дъна на Земята и може би Европа и Енцелад? СпоредАндерс Сандберг, старши научен сътрудник в Института за бъдеще на човечеството в Оксфордския университет (FHI), тези видове водни светове може да не са идеални, въпреки че все пак биха били много по -добри от газовите джуджета:

Докато водните светове не са напълно идеални за живот, тъй като по-тежките елементи могат да бъдат заровени под стотици километри лед с високо налягане, те вероятно са далеч по-добри от газовите джуджета.

Ако водните светове, описани в това изследване, наистина съществуват, това ще отвори изцяло нова глава в екзопланетните изследвания. Тези светове биха били различни от всички, виждани досега, нещо като вземане на части от Земята, океански луни и газообразни планети и комбинирането им, но в много по -голям мащаб. Водните светове в това изследване са по същество водни светове на стероиди.

В крайна сметка: Ако констатациите в това ново проучване са точни, тогава нашата галактика може да е пълна с водни светове. За разлика от Земята, това биха били по-големи планети с глобални океани, които са не само по-дълбоки от всички в нашата Слънчева система, но и умопомрачително дълбоки.

Източник: Интерпретация на модела на растеж на разпределението на планетата по размер

Чрез Gizmodo