Возможно, мы являемся свидетелями появления нового слова, обозначающего совершенно новую категорию внесолнечных планет.
Исследователи из Кембриджского университета опубликовали статью о подмножестве обитаемых миров, которые они называют «гикейскими» планетами . Это горячие, покрытые океаном планеты с потенциально обитаемыми поверхностями под богатой водородом атмосферой. Авторы исследования считают, что они более распространены, чем миры земного типа (хотя многое зависит от их конкретного состава). Они также должны предложить много новых возможностей для обнаружения так называемых биосигнатур .
Планеты Hiacean также приводят к расширенной обитаемой зоне, которая включает в себя область вокруг звезды, большую, чем типичная обитаемая зона, основанная на наличии жидкой воды, такой как Земля в Солнечной системе.
Ранее команда из Кембриджа под руководством Никку Мадхусудана обнаружила, что К2-18b, планета в 2,6 раза больше Земли и в 8,6 раза массивнее Земли, может иметь на своей поверхности жидкую воду при температуре, подходящей для нормальной жизни. водородная атмосфера планеты. Теперь команда обобщила эту работу, проведя полное исследование свойств планет и звезд, которые, по их мнению, позволяют существовать определенным формам жизни на таких планетах.
Но давайте начнем с основ. Планеты, которые «слегка» похожи на Землю и Нептун, на сегодняшний день являются наиболее распространенным типом планет , которые мы обнаружили в Галактике . Их называют « суперземлями» и «мини-нептунами» . Аналогов таких планет в Солнечной системе нет. Суперземли и мини-Нептуны классифицируются в основном по плотности, которая определяется их массой и радиусом. Некоторые из них могут быть скалистыми, а другие ближе к присутствующим в нашей системе ледяным гигантам — Сатурну или Нептуну. Некоторые из них также могут быть водными мирами. Некоторые из них находятся в обитаемых зонах вокруг ближайших звезд — карликов М.что делает их хорошими кандидатами для атмосферных испытаний и обнаружения биосигнатур.
Планеты с водородной атмосферой, окружающей слой воды под высоким давлением, покрывающий внутреннее ядро, состоящее в основном из камня и железа, могут представлять особый интерес с астробиологической точки зрения. Правда, слишком плотное покрытие из водорода легко создало бы на их поверхности высокую температуру и давление, что скорее исключало бы существование там жизни, но если такая атмосфера не слишком плотная, то и там могут возникать поддерживающие жизнь температуры.
Таким образом, эти гийские планеты представляют собой новую категорию потенциально обитаемых миров. Они могут быть в 2,6 раза больше Земли, с атмосферными температурами до 200 градусов по Цельсию, и все еще теоретически пригодны для жизни. Они определяются не только размерами, но и массой, температурой и атмосферным давлением. Физические условия в их океанах должны, по крайней мере, позволить появление простой микробной жизни.
В этой статье обитаемая зона также рассматривается в очень широком смысле. Он также охватывает планеты, орбитальные расстояния которых настолько велики, что их единственным источником энергии может быть внутреннее тепло. Зона также распространяется на планеты, вращающиеся достаточно близко к своим родительским звездам, поэтому они часто блокируются приливами . Такая планета в конфигурации синхронного вращения всегда возвращает одно полушарие в сторону звезды, но на их обращенных от звезды все еще может быть жизнь, так называемые «Темные» стороны. Поэтому диапазон возможных температур для жизни значителен. Такие близко вращающиеся звезды, заблокированные приливными силами, сами авторы именуют «темными гиакеевыми планетами» (англ.«Темный гикей» ). И хотя температуры в их «светлых» полушариях, сильно нагретых звездами, настолько высоки, что там просто не может быть никакой биологической жизни в известном нам и мыслимом виде, какая-то часть океана с другой, темной стороны, может иметь поверхностные температуры, которые с учетом обитаемости, то есть ниже 400 К.
Команда считает, что эти интересные миры — обычное дело. В статье представлена выборка потенциальных планет Hiacean, которые могут быть полезны с научной точки зрения для телескопов нового поколения. Все эти миры вращаются вокруг красных карликов достаточно близко к нам, чтобы быть подходящими целями для космического телескопа Джеймса Уэбба — ни один из них не находится на расстоянии более 150 световых лет от нас. Наблюдения JWST за планетой K2-18b уже рассматриваются и, по мнению авторов исследования, могут привести к обнаружению биосигнатур . Ученые даже считают, что атмосферы таких планет могут предложить даже лучшие возможности для обнаружения биомаркеров, чем атмосферы типичных каменистых планет — суперземли.
Так что мы только начинаем рассматривать планету с большей массой и радиусом, чем раньше, с точки зрения жизни и обитаемости. При условии, что они имеют скалистые ядра, которые, по мнению авторов, должны были бы покрывать не менее 10% массы всей планеты и иметь состав, аналогичный составу ядра Земли. Широкая зона обитаемости расширяет область обнаружения потенциальных форм жизни и биомаркеров, при этом ставит ряд задач перед исследователями. Масса и радиус помогают нам идентифицировать кандидатов на роль гиакеевских планет, но сами по себе их недостаточно. Нам также необходимо больше узнать о температуре и давлении их океанов и основных свойствах их атмосфер. Кандидат на такую планету не всегда должен иметь на практике соответствующие условия для соответствия критериям обитаемости: например, его внутренняя структура и свойства атмосферы могут быть такими, что давление и температура на поверхности океана все еще слишком высоки. Кроме того, обнаружение воды в атмосфере не гарантирует наличие океана на планете, поскольку вода может естественным образом встречаться в атмосферах, богатых водородом (H2) в качестве переносящего кислород элемента. И наоборот, отсутствие обнаружения воды не исключает присутствия океана, потому что при низких температурах атмосферы вода может быстро падать, и ее трудно обнаружить в такой атмосфере.
Учитывая широкий диапазон параметров, обнаруженных до сих пор для транзитных планет, в пределах от 1 до 2,6 радиуса Земли, гиасские миры не должны быть слишком редкими или сложными для классификации. Их большие радиусы и плотная атмосфера кажутся идеальными для наблюдений с помощью телескопа JWST и будущих инструментов, таких как Чрезвычайно Большой Телескоп .
Хотя эти планеты, безусловно, не похожи на Землю, они могут стать ценными местами для обнаружения биосигнатур — признаков жизни. И уже одно это, вероятно, будет способствовать более быстрому развитию методов поиска жизни на планетах, более похожих на нашу.
