Ученые рассказали, как планета может сохранить достаточно воды, даже если ее миллионами лет омывали потоки солнечной радиации.
Создание каменистых планет — грязное, опасное и горячее дело. Планетезимали («семена», из которых растут планеты) срастаются вместе, что создает тепло и оказывает давление на новорожденный мир. Ближайшая к планете звезда бомбардирует ее интенсивным излучением. Подобное воздействие заставит испариться любые поверхностные океаны, озера или реки, что для белковой жизни является настоящей катастрофой.
Ученые из Кембриджского университета в Великобритании создали сложную модель, описывающую мир, в котором большая часть воды заперта глубоко под поверхностью, — не в морях или океанах, а прямо в скалах.
Технически, жидкость заключена в минералах глубоко под поверхностью. При правильных условиях, в них может быть достаточно воды, чтобы сравняться с несколькими земными океанами. Клэр Гимонд, аспирант Кембриджа, вместе с двумя другими исследователями разработала модель, которая описывает новорожденных в мирах М-типа, вращающихся вокруг красных карликов — одних из самых часто встречающихся звезд в галактике.
«Мы хотели выяснить, смогут ли эти планеты после такого бурного взросления реабилитироваться и стать носителями поверхностных вод», — сказала она. Работа ее команды показывает, что эти планеты могут быть очень хорошим способом заменить жидкую поверхностную воду, испаренную в начале жизни звезды-хозяина.
Как удержать воду на планете
Как уже было сказано, красные карлики М-типа — одни из самых распространенных звезд в Галактике. Это делает их хорошими объектами для изучения переменных формирования планет. Как и все остальные светила, эти звезды в начале своей жизни отличаются буйным, нестабильным поведением. Однако «колики» у них сохраняются гораздо дольше, чем у других звезд. Это не сулит ничего хорошего для поверхностей любых планет (или протопланет) поблизости.
Сценарий, в котором вода мигрирует под землю, вполне реалистичен. Но произойдет ли это с каждой каменистой планетой? Какой размер мира нужен для того, чтобы в нем начали формироваться минеральные отложения?
Команда обнаружила, что размер планеты и количество водоносных минералов определяют, сколько воды она может «скрыть». Большинство из них попадает в верхнюю мантию. Этот каменистый слой лежит прямо под земной корой. Обычно он богат так называемыми «безводными минералами». Вулканы питаются именно из этого слоя, и их извержения могут в конечном итоге вернуть воду на поверхность во время извержений в виде облаков пара.
Исследование показало, что более крупные планеты — примерно в два-три раза больше Земли — обычно имеют более сухую каменистую мантию. Это потому, что богатая водой верхняя мантия составляет меньшую часть ее общей массы.
Новая модель помогает планетологам понять не только условия рождения Земли, но и богатые водой объекты, которые срастаются, образуя планеты. Кроме того, она поможет ответить на вопрос, который волнует астрономов уже давно: если четыре миллиарда лет назад на Венере все-таки были бассейны с жидкостью и настоящие океаны, то изначально они могли появиться на остывающей планете как раз за счет минеральных отложений.