Большинство экзопланет вероятно имеют размер средний между Землей и Нептуном.
Водные миры, каждый из которых обладает в тысячи раз большими запасами воды, чем Земля, могут быть более распространены в нашей галактике, чем похожие на Землю скалистые планеты, показало новое исследование.
За последние 20 лет астрономы подтвердили существование тысяч экзопланет или планет вокруг других звезд. Недавно окончивший свою миссию космический телескоп "Кеплер" обнаружил 2702 подтвержденных экзопланеты, и еще несколько тысяч "кандидатов", которых он обнаружил, ожидают подтверждения.
Многие экзопланеты совершенно не похожи на планеты нашей Солнечной системы. Например, так называемые суперземли имеют диаметры в два раза больше земных, а "субнептуновые" миры в два-четыре раза шире Земли. (Диаметр Нептуна примерно в четыре раза больше земного.)
Множество горячих обсуждений ведется по поводу суб-нептунов, например, как они образовались. Их состав остается неизвестным, и понимание его может помочь пролить свет на происхождение этих экзопланет. Предыдущие исследования предполагали, что субнептуны были либо газовыми карликовыми планетами с каменистыми ядрами, окруженными оболочками, богатыми водородом и гелием, либо водными мирами с большим количеством жидкости и замороженной воды в дополнение к камню и газу.
Чтобы исследовать структуру субнептунов, ученые провели компьютерное моделирование образования планет, чтобы увидеть, какие сценарии могут наилучшим образом объяснить массы и диаметры, наблюдаемые на сегодняшний день среди таких экзопланет. Знание массы и диаметра планеты может помочь астрономам оценить ее среднюю плотность, а компьютерное моделирование роста планет может помочь выявить, могут ли составы газа, горных пород, льда или воды наилучшим образом объяснить эти плотности.
Исследователи обнаружили, что суб-Нептуны с большей вероятностью являются водными мирами, чем газовыми карликами. Они предположили, что жидкая или замороженная вода составляет по крайней мере 25%, а возможно, и более 50% массы суб-Нептунов. (Для сравнения, вода составляет всего 0,02% массы Земли.)
"Наше исследование предполагает, что существует порядка 1000 водных миров только на подтвержденных Кеплером планетах", - сказал ведущий автор исследования Ли Цзэн, планетолог Гарвардского университета в Кембридже, штат Массачусетс. "По статистике, эти водные миры могут быть более многочисленными, чем похожие на Землю скалистые планеты. Возможно, каждая типичная солнцеподобная звезда примерно одной солнечной массы-имеет один или несколько таких водных миров."
Исследователи разделили экзопланеты вокруг солнцеподобных звезд на четыре основных типа:
- Скалистые миры до двух диаметров Земли.
- Водные миры в два-четыре раза больше диаметра Земли, каждый из которых состоит из более чем 25% жидкости или замороженной воды.
- Переходные планеты в 4-10 раз больше диаметра Земли, богатые льдом и обладающие существенными газовыми оболочками.
- Газовые гиганты более чем в 10 раз превышающие диаметр Земли, которые состоят в основном из водорода и гелия.
Остается загадкой, почему наша Солнечная система не имеет промежуточных по размеру планет между Землей и Нептуном, и почему планетные системы, которые видел Кеплер, часто имеют больше планет расположенным ближе к своим звездам, чем в нашей Солнечной системе. Решение этих головоломок может пролить свет на то, как обычно формируются планетные системы.
- Возможно, наша Солнечная система менее типична, - сказал Дзэн. Планетные системы "с близкими к звездам скалистыми суперземлями и богатыми водой субнептунами могут быть более распространены в нашей галактике , чем такие как наша собственная Солнечная система".
Ученые подробно изложили свои выводы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences https://www.pnas.org/content/early/2019/04/23/1812905116
Источник: www.space.com