Нептун классифицируется как ледяной гигант. Это очень подходящее название, поскольку в его атмосфере, состоящей в основном из водорода и гелия, содержится большое количество водяного льда. В верхней части облаков очень мало воды, но её количество увеличивается по мере того, как вы опускаетесь к более тяжелому ядру. Возможен ли на Нептуне слой с температурой и давлением, приемлемыми для существования водных океанов?
Сначала немного о Нептуне. Эта планета «ледяной гигант» вращается вокруг Солнца на расстоянии около 30 а.е. и выполняет полный оборот за 165 лет. Его температура в верхних слоях атмосферы составляет −220°C, но температура повышается по мере того, как вы спускаетесь сквозь слой облаков. Верхняя атмосфера состоит на 80% из водорода и на 19% из гелия с примесями некоторых других химических элементов.
Следы некоторого количества воды видны в верхних слоях атмосферы Нептуна, но астрономы считают, что количество воды увеличивается по мере того, как вы спускаетесь ниже. Ученые-планетологи предположили, что вода может существовать глубоко в твердом ядре Нептуна в ионном состоянии, где температура составляет тысячи градусов. Но может быть место выше, где температура в районе 500°C и давление более приемлемое (менее 20 кбар), тогда могут образоваться обширные океаны жидкой воды.
Но это сложный баланс. Может ли образоваться океан или нет, зависит от смеси воды и газа в атмосфере при нужных температурах. По мере того как вы спускаетесь в атмосфере, соотношение воды и водорода увеличивается. В то же время вода может конденсироваться из атмосферы только при достаточно низких температурах. Если слишком жарко или соотношение воды слишком низкое, вы просто получите облачную основу – что-то вроде тумана над более плотной внутренней частью Нептуна.
Но если температура достаточно низкая при нужном давлении и в атмосфере достаточно воды, она должна конденсироваться, образуя слой океана перед облаками.
Исследователи Слоан Дж. Викторович и Эндрю П. Ингерсолл из Калифорнийского технологического института в Пасадене провели расчеты для Нептуна в своей статье «Океаны жидкой воды на ледяных гигантах».
Согласно данным, полученным с Земли и космического корабля «Вояджер», Нептун, вероятно, слишком сухой и слишком теплый для образования этих океанов. Викторович и Ингерсолл подсчитали, что вероятность появления океанов на Нептуне составляет менее 15%. Но по мере того, как Нептун со временем остывает, возможно, через миллиард лет или около того, – вероятность появления водных океанов возрастает до 40%.
Нептун, возможно, и не самый лучший кандидат, но экзопланеты могут подойти по всем параметрам. По мере совершенствования методов поиска внеземных планет астрономам следует искать планеты класса Нептуна с температурой поверхности ниже, чем у Нептуна, но с более высоким содержанием воды в атмосфере. И вот на них-то водные океаны будут точно!
Читайте канал «Глубины космоса» теперь и в Телеграм. Подписывайтесь, будет много интересного!
