На текущий момент космический телескоп Джеймс Уэб активно занимается сбором сведений об интереснейшей экзопланете K2-18b. Эта планета вдвое превышает размеры Земли и расположена в 120 световых годах от нас в созвездии Льва. Астрономы уделяют этой планете особое внимание из-за обнаружения в её атмосфере биосигнатур, которые на Земле обычно производит фитопланктон в морской среде. Это открытие вызвало значительный интерес, так как предполагает возможность существования морской жизни на K2-18b и вероятность того, что планета может быть полностью покрыта океаном. Океан, в свою очередь, под воздействием близкой звезды может вызывать масштабные цунами. Но прежде чем мы углубимся в детали, включая историю о Мэтью Маконахи, обсудим процесс формирования таких океанических планет в удалённых системах. Известно, что планеты-океаны обычно состоят в основном из льда, скальных пород и металлов и могут быть полностью покрыты океаном глубиной до 100 километров в зависимости от расстояния до материнской звезды и радиуса планеты. При большей глубине давление становится настолько высоким, что вода перестаёт существовать в жидком виде и превращается в различные формы льда. Если в процессе формирования планетной системы протопланета достигает массы около 10 земных масс, она становится достаточно массивной, чтобы притягивать водород и гелий, трансформируясь в конечном итоге в газового гиганта. Планета с массой около 6-8 земных масс, не достигшая порога в 10 земных масс, обычно состоит из льда и камней, подобно спутникам газовых гигантов в нашей Солнечной системе.
В результате, в модели противопоставленной, формируется замерзшая планета, которая наполовину состоит из льда, а наполовину из каменистых пород, что делает её исключительно холодным и тёмным местом, лишённым каких-либо радостей. Тем не менее, со временем, в процессе перемещения, вызванного мощными турбулентными нарушениями в диске прото-планетарного газа, орбита такой планеты может измениться. Это может привести к тому, что замерзшая оболочка планеты расплавится, если планета окажется достаточно близко к своей звезде. Таким образом, планета может оказаться полностью покрытой океаном жидкой воды с глубиной от 70 до 140 километров. Давление на дне такого океана, достигающее 15 тысяч атмосфер, достаточно для того, чтобы формировались полиморфные виды льда, которые тяжелее жидкой воды и при таком давлении не тают. Под этим слоем располагается твёрдая кора из различных видов льда толщиной около 5000 километров, и в конечном итоге — твёрдое ядро радиусом примерно 8000 километров, состоящее в основном из каменной мантии и металла. Да, планеты-океаны встречаются довольно редко и их можно пересчитать на пальцах. Тем не менее, именно такую планету обнаружил новейший космический телескоп Джеймс Уэбб, и теперь перед нами стоят новые подробности.
Планета совершает полный оборот вокруг звезды К2-18 за 33 дня и получает от неё на 5% больше света, чем Земля от Солнца. Ранее предполагалось, что планета принадлежит к категории газовых карликов или мини-Нептунов, которые занимают промежуточное положение между Землёй с её твёрдой оболочкой и газовыми гигантами вроде Урана и Нептуна. Однако последние исследования указывают на то, что К2-18b относится к категории гикианов, полностью покрытых водой. Предполагается, что условия на поверхности таких планет умеренные и пригодные для жизни. Состав атмосферы планеты до сих пор уточняется, но известно о присутствии водорода, гелия, углекислого газа и метана, что напоминает атмосферу молодой Земли. Таким образом, обнаруженная экзопланета с полным правом может называться "водным миром". Особенно интригует наличие следов деметилсульфида, обычно выделяемого бактериями, планктоном и водорослями в водной среде, что также может указывать на возможность жизни.
Не следует торопиться с запуском кораблей для колонизации. Система, в которой расположена данная океаническая планета, имеет звезду, отличающуюся от Солнца. Это красный карлик, который менее яркий и холоднее нашего светила. Он обеспечивает свою планету достаточным количеством света и тепла, не уступая Земле, поскольку планета находится в так называемой зоне обитаемости. Однако, учитывая, что речь идет о красном карлике, ситуация остается неоднозначной. Красные карлики являются самыми мелкими, наиболее распространенными и самыми долгоживущими звездами в нашей галактике. Супервспышки на таких звездах встречаются чаще у молодых красных карликов, и их мощность может быть в тысячу раз выше, чем у стареющих аналогов. Эти вспышки значительно мощнее любых, когда-либо зарегистрированных на Солнце, и могут серьезно повлиять на пригодность планеты для жизни, по крайней мере, делая её условия довольно суровыми. Такие вспышки способны уничтожать атмосферы планет, хотя это не обязательно означает, что жизнь, неизвестная нам, там невозможна. К тому же, на экзопланете могут протекать процессы, компенсирующие потерю атмосферы. Среда там действительно жесткая, и вряд ли вы обнаружите там радостно живущих фламинго, но на данный момент астрономы еще не готовы утверждать, что планета полностью лишена жизни. Кроме того, мощные вспышки звезды могут воздействовать на приливы и активность внутренних процессов океанической планеты.
Это говорит о том, что внезапно могут возникать водные массы огромного объёма, образуя волны невероятных размеров. Удивительное зрелище. Но насколько они могут достигать величины? Прежде всего, необходимо понять разницу между цунами и обычными морскими волнами, которые можно увидеть на побережье. Различие между этими двумя видами волн заключается не только в их размере и высоте. Основное отличие цунами от морских волн заключается в их происхождении. Обычные волны формируются под действием ветра и редко бывают настолько разрушительными, как цунами, хотя и способны повредить прибрежные сооружения. Обычно такое разрушение ограничено несколькими метрами вдоль берега. В то время как цунами возникают далеко от берега. Существует несколько причин возникновения цунами, среди которых подводные землетрясения, извержения вулканов и оползни. Хотя оползни редко вызывают мощные цунами, именно один из них стал причиной самой высокой цунами в истории.
Приблизительно 85 процентов цунами возникают в результате подводных землетрясений. Трудно в это поверить, но самая высокая цунами в истории достигала высоты более 460 метров и развивала скорость около 160 км/ч. Это произошло не во времена динозавров, а совсем недавно — чуть более полувека назад, 9 июля 1958 года на Аляске. Эта цунами была вызвана оползнем. В результате землетрясения с гор, высотой около километра, в воду обрушились миллионы кубометров камней и льда, вызвав волну огромной силы. Поразительно, но морская вода, хоть и кажется мягкой и безобидной, имеет значительную массу — кубический метр морской воды весит приблизительно тонну. Цунами могут перемещать сотни миллионов тонн воды со скоростью более 100 км/ч. Такая волна способна стать смертельной уже при первом контакте с водой.
И возможности выживания без использования реактивного костюма практически отсутствуют. В этом контексте планета K2-18b может представлять собой жестокий для нас мир. Да, именно для нас. Однако на этой планете присутствует необходимое количество углерода, а минералы и элементы земной коры, растворяющиеся в океанах, способствуют удалению углерода из атмосферы. Для таких планет, которые уже имеют достаточный запас воды, важно лишь поддерживать циркуляцию углерода между атмосферой и океаном, что в нужных пропорциях способствует поддержанию стабильности. Изначально моделирование предполагало необходимость наличия звёзд, схожих с нашим Солнцем. Однако результаты также показывают оптимистичные перспективы для звёзд типа красных карликов. Планеты в системах даже угрюмых красных карликов рассматриваются как перспективные кандидаты для развития жизни, поскольку эти звёзды в некотором роде могут быть более яркими, чем наше Солнце, и способны поддерживать жизнь на значительно более длительный период времени. Исследователи считают, что условия вокруг красных карликов, таких как планета K2-18b, теоретически могут быть подходящими, если есть постоянный свет звезды. Для уточнения этих данных необходимы дальнейшие глубокие наблюдения. В настоящее время этим занимается космический телескоп Джеймс Уэбб, применяя свои инфракрасные датчики для проведения дополнительного спектрального анализа, что позволяет идентифицировать другие биосигнатуры и подтверждать наличие органических соединений. Это пока что единственный доступный метод поиска внеземной жизни в других планетных системах. Что думаете?
