Газовый гигант тоже может стать пригодной для жизни планетой

Два феномена, которые, как известно, лишают планеты малейших шансов на наличие жизни, в некоторых случаях, напротив, создают все условия для этого.

Речь идет о приливообразующих силах и энергичной звездной активности в случае с планетами, вращающимися вокруг звезд с низкой массой.

Соответствующее исследование провели ученые из университета Вашингтона.

В работе, опубликованной в издании Astrobiology, докторант Родриго Люгер и соавтор доцент Рори Барнс сообщили, что две силы в сочетании способны трансформировать необитаемые «мини-Нептуны» — большие планеты на внешней орбите с твердыми ядрами и плотными водородными атмосферами — в более близкие, безгазовые и потенциально обитаемые миры.

Большинство звезд в нашей галактике — звезды с низкой массой, так называемые М-карлики или красные карлики. Меньше и тусклее солнца, с более близкими обитаемыми зонами, они становятся хорошими мишенями для поиска и исследования потенциально обитаемых или пригодных для жизни планет. Астрономы ожидают найти много планет земного типа и суперземель вокруг таких звезд в ближайшее время, а потому важно знать, могут ли они поддерживать жизнь.

Суперземли — это планеты с массой больше земной, и все же меньше газовых гигантов, таких как Нептун или Уран.

«Существует множество процессов, которые для Земли незначительны, но могут повлиять на обитаемость планет вокруг М-карликов», сказал Люгер. „Два наиболее важных — сильные приливообразующие эффекты и энергичная звездная активность“.

Приливообразующая сила — это гравитационное воздействие звезды на планету на орбите, причем это воздействие мощней на стороне, обращенной к звезде, поскольку сила тяжести с расстоянием слабеет. Подобное воздействие может придать планете эллипсоидную или яйцеобразную форму, или притянуть ближе к звезде.

«Именно по этой причине на Земле существуют приливы и отливы, поскольку периодические воздействия Луны и Солнца влияют на океаны», сказал Люгер. „К счастью, на Земле этим все и ограничивается. Однако планеты, расположенные ближе к звезде, подвергаются намного более мощному воздействию“.

Такого рода притяжение производит трение внутри планеты с выделением большого количества энергии. Оно может привести к вулканизму на поверхности или даже нагреть планету до парникового состояния, выпарив океаны и лишив шанса обитаемости.

Энергичная звездная активность также способна нагреть верхние слои атмосферы планеты из-за масштабного высокоэнергетического рентгеновского и ультрафиолетового излучения, порождая сильные ветра, разрушающие атмосферу и сметающие с поверхности воду.

«Однако все не так плохо, как звучит», отметил Люгер. С помощью компьютерной симуляции авторы выяснили, что приливообразующие силы и устранение атмосферы иногда могут превратить мини-Нептуны в безгазовые, потенциально пригодные для жизни планеты.

Как это происходит?

Мини-Нептуны обычно формируются далеко от родительской звезды. Ледяные молекулы на них объединяются с водородом и гелием в большом количестве, формируя ядра из камня и/или льда в окружении массивных газовых атмосфер.

«Изначально это замерзшие негостеприимные миры», пояснил Люгер. „Однако планета не вечно остается на месте. Помимо прочего приливообразующие силы могут вызвать перемещение планеты“. Под воздействием высоких доз рентгена и ультрафиолета мини-Нептуны имеют все шансы стать потенциально пригодными для жизни. Их называют „пригодными для жизни выпаренными ядрами“. На поверхности такой планеты должно быть много воды, так как ее ядро богато водяным льдом. Оказавшись ближе к звезде, лед плавится и формирует океаны.

Естественно, отмечают авторы, для обитаемости потребуется выполнение еще ряда условий, например, развитие атмосферы для создания и глобальной циркуляции питательных веществ.

Еще одно условие — удачное время. Если гелий и водород из плотной атмосферы будут вытягиваться слишком медленно, газообразная оболочка будет преобладать, и каменистый мир попросту не сформируется. Если же, напротив, водород будет утерян слишком быстро, произойдет мощнейший парниковый эффект, и вода с поверхности выпарится.

В любом случае, вероятность пригодности для жизни таких планет предстоит уточнить в ходе дальнейших исследований.