Екзопланети містять значно менше води, ніж вважалося раніше: вчені сумніваються в можливості підтримувати життя

Міжнародна група вчених під керівництвом Швейцарської вищої технічної школи Цюриха (ETH Zurich) дійшла висновку, що на поверхнях екзопланет типу “суб-Нептунів” — більших за Землю масою, але менших за Нептун, — води значно менше, ніж передбачали попередні дослідження. Це знижує ймовірність того, що такі планети можуть підтримувати життя, передає Space. 

Дослідження, результати якого опубліковані в журналі The Astrophysical Journal Letters, стало відповіддю на хвилю інтересу після заяви Кембридзького університету у квітні цього року. Тоді екзопланета K2-18b, розташована за 124 світлових роки від Землі, була представлена як можливий “океанічний світ”, багатий на воду. Нові розрахунки показали, що цей сценарій малоймовірний. 

“Вода на планетах набагато обмеженіша, ніж вважалося раніше”, — наголосила Керолайн Дорн, доцент кафедри фізики ETH Zurich та співкерівниця дослідження.

Команда вчених з ETH Zurich, Інституту астрономії імені Макса Планка та Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі створила нову модель, яка врахувала хімічні взаємодії між атмосферою та внутрішньою частиною планет. На ранньому етапі формування багато суб-Нептунів були вкриті гарячим магматичним океаном, захищеним газоподібним воднем. Саме в цей період відбувалися хімічні реакції, які позбавляли планети води.

За результатами моделювання 248 планет, більшість молекул води руйнуються: водень і кисень зв’язуються з металами та силікатами й занурюються в надра. У результаті на поверхні залишається лише кілька відсотків від початкової кількості води. 

“Ми чітко бачимо, що на планетах значно менше води, ніж вважалося. Максимум — кілька відсотків маси”, — зазначив Аарон Верлен, провідний автор дослідження.

Раніше вважалося, що існують так звані “гікейські світи” — планети з водневими атмосферами та океанами, де вода може складати 10-90% маси. Нове дослідження заперечує цю можливість. 

“Ми не знайшли жодних ознак планет, де вода становила б близько половини маси. Такі світи дуже малоймовірні”, — підкреслила Дорн. 

Це має серйозні наслідки для пошуку життя за межами Землі. Вчені вважають, що сприятливі умови з достатнім обсягом рідкої води, ймовірно, можуть існувати лише на менших, кам’янистих планетах — подібних до Землі. 

“Земля може бути не такою вже й унікальною, як ми думаємо. Вона радше виглядає типовою планетою з погляду вмісту води”, — додала Дорн.

Також результати показали, що найбагатші на воду атмосфери формуються не на планетах, що накопичили найбільше льоду за “сніговою лінією”, а на тих, що утворилися ближче до своєї зірки. Тут вода виникає внаслідок хімічних реакцій між воднем в атмосфері та киснем у магмі. Таким чином, гіпотеза про зв’язок між формуванням крижаних планет і їхнім водним складом втрачає актуальність.

Раніше вчені знайшли докази того, що в кратері Єзеро на Марсі були сприятливі умови для життя. Дослідження виявило 24 мінерали, які свідчать про неодноразову взаємодію вулканічних порід із рідкою водою.