Когда астрономы открывают новую экзопланету, одним из первых соображений является то, находится ли планета в обитаемой зоне или за ее пределами.
Эта метка в значительной степени зависит от того, позволяет ли температура планеты сохранять воду в жидком состоянии или нет. Но, конечно, все не так просто.
Новое исследование предполагает, что замороженные, ледяные миры с полностью замороженными океанами могут фактически иметь пригодные для жизни участки суши.
Снежная планета-это планета, похожая на Землю, но с океанами, замерзшими на всем пути до экватора. В ледниковый период экваториальные океаны остаются свободными ото льда.
На снежной планете все океаны покрыты льдом, включая любые экваториальные океаны. Ученые считают эти планеты пригодными для жизни, потому что на их поверхности нет жидкой воды.
Земля пережила, по крайней мере, одну, а может быть, и целых три фазы снежного кома в своей истории.
Жизнь пережила эти фазы, потому что единственными формами жизни были морские микроорганизмы. Итак, вопрос в том, когда мы смотрим на снежный ком экзопланеты в обитаемой зоне ее звезды, возможно ли, что жизнь там все-таки выживет?
Это новое исследование говорит Да, или, по крайней мере, может быть.
Ведущий автор этого нового исследования - Адив Парадайз, астроном и физик из Университета Торонто, Канада.
“Мы знаем, что Земля была обитаема через свои собственные эпизоды снежного кома, потому что жизнь возникла до наших эпизодов снежного кома, и жизнь осталась далеко позади нее”, - сказал Рай в пресс-релизе . - "Но в то время вся наша жизнь находилась в океанах. Там нет ничего о земле”.
Paradise и остальная часть команды хотели исследовать идею о том, что даже на планете снежного кома некоторые участки суши могут оставаться жизнеобеспечивающими.
Они использовали компьютерные модели для моделирования различных климатических переменных в теоретических мирах снежного кома.
Они корректировали конфигурацию континентов, количество солнечного света и другие характеристики своих теоретических снежных миров.
Они также сосредоточились на CO2.
CO2-это парниковый газ. Это позволяет атмосфере планеты поглощать тепло, и это может помочь сохранить планету умеренной.
Если его недостаточно, планета может замерзнуть полностью. Но если слишком много, температура может взлететь за пределы диапазона, при котором жизнь способна существовать.
CO2 следует известному циклу в жизни планеты. Количество, которое сохраняется в атмосфере, зависит от количества осадков и эрозии. Вода в осадках поглощает CO2 и превращает его в углекислоту.
Как только он оказывается на поверхности планеты, углекислота вступает в реакцию с камнями. Эти реакции разрушают угольную кислоту, и она связывается с минералами.
В конечном итоге этот углерод попадает в океан и хранится на дне океана.
Но как только поверхность снежной планеты замерзает, ничего из этого не может произойти. Удаление CO2 из атмосферы останавливается прямо на его путях. Там нет осадков, и нет открытой земли.
Некоторые из снежных планет были теплее, чем другие. У некоторых были участки суши, которые оставались достаточно теплыми для продолжения углеродного цикла: там были и осадки, и обнаженные породы.
Эти незамерзшие области находились в центре континентов, вдали от замерзших океанов.
Некоторые температуры в этих областях достигали до 10 С, поскольку ученые считают, что жизнь все еще может продолжать воспроизводиться при температурах до -20 C, то эти находки прокладывают путь для жизни, чтобы выжить на планетах снежного кома, так же, как это было во время собственных фаз снежного кома земли.
Но исследование также обнаружило кое-что еще.
При правильных условиях планета может оказаться в ловушке фазы снежного кома и никогда не выходить из нее. Это тоже все зависит от углеродного цикла.
Ученые привыкли думать, что для вулканически активных планет будет происходить постепенное высвобождение CO2, удерживаемого в горных породах, и что со временем он будет согревать атмосферу, поскольку он не может быть удален дождем.
Но если исследование правильно, то небольшое количество открытой земли, а также дождь, падающий на нее, могли бы сбалансировать высвобожденный CO2 и держать планету в постоянном состоянии почти снежного кома.
Только небольшая часть суши когда-либо будет свободна ото льда. В этом случае жизнь может оказаться маловероятной.
В целом результаты этого исследования показывают, насколько сложны планеты. Каждая из них находится в уникальной ситуации, и предварительный ярлык обитаемого или необитаемого является только отправной точкой.
Существует огромное количество переменных, формирующих каждую обнаруженную нами экзопланету.
Можно с уверенностью сказать, что мы можем исключить большое количество планет с точки зрения обитаемости.
Горячие Юпитеры, например, являются раскаленными газовыми планетами и никогда не смогут поддерживать какую-либо форму жизни.
Но для планет в обитаемой зоне или на границах мы не в состоянии исключить их, даже если они кажутся маловероятными для поддержания жизни.