Лавові світи – екзопланети, що нагадують гарячу молоду Землю. Вивчення цих об’єктів дуже важливо для вчених, тому що може пролити світло на невідомі процеси еволюції планет земної групи. Американські дослідники побудували модель, за допомогою якої визначили, який тип лавових світів найбільш поширений в космосі, а також дізналися, як саме океани розплавленої магми можуть впливати на характеристики таких екзопланет.
Наша планета, як і будь-яке подібне космічне тіло, проходить різні стадії еволюції. Наприклад, на думку багатьох геологів, 4,5 мільярда років тому після формування молода Земля переживала фазу океану магми. Тоді на планеті були екстремальні температури, а її поверхня складалася з розплавленої магми. Поступово ядро охололо, через якихось 100 мільйонів років магма затверділа і кристалізувалася, з’явилися перші гірські породи. Ще через кілька сотень мільйонів років стала утворюватися земна кора.
Сьогодні у вчених немає повної картини формування молодої Землі (як і інших планет земної групи), поки в точності не відомі механізми, які запустили «пекельні умови» на її поверхні. Незрозуміло, як сильно ці процеси вплинули на подальший її розвиток, і взагалі чи могли вони стати причиною виникнення життя.
Чи можна розібратися в цих питаннях? Адже повернутися в минуле, щоб досліджувати молоду Землю науковими приладами, не під силу нікому. Один із способів – вивчити планети, які перебувають на стадії еволюції (хоча б відносно схожої), на якій була Земля мільярди років тому. У Сонячній системі таких тіл немає, але вони є за її межами — і це екзопланети.
Мова про лавові світи — тип землеподібних екзопланет, поверхня яких частково або повністю покрита океаном розплавленої магми. Найвідоміший їх представник – “суперземля” 55 Рака e (55 Cancri e), відкрита в 2004 році американськими вченими методом доплерівської спектроскопії. Вона знаходиться на відстані 41 світлового року від Сонця.
Екзопланета обертається навколо сонцеподібної зірки 55 Рака A в подвійній системі 55 Рака і розташована досить близько до батьківського світила — повний оборот навколо нього вона робить за 18 годин.
- Більшість жителів західних країн вірять в існування інопланетян
- Вчені підтвердили, що до нашого Всесвіту існувало ще щось
- Астрономи знайшли білий карлик, на поверхні якого горить гелій
Маса 55 Рака e дорівнює восьми масам Землі, а діаметр становить близько двох діаметрів нашої планети. За допомогою космічних телескопів вчені з’ясували, що екзопланета знаходиться в приливному захопленні: однією стороною вона завжди звернена до материнської зірки (денна), а інша весь час занурена в тінь (нічна). На поверхні 55 Рака e дуже спекотно. Денна сторона нагріта до 2400 градусів Цельсія і являє собою суцільний океан магми, на нічний температура досягає 1100 градусів.
Поки відкрито дуже мало екзопланет того ж класу, що 55 Рака e, — їх кількість можна перерахувати по пальцях. Оскільки такі об’єкти недостатньо досліджені, вченим не просто вивчити їх пристрій і геологічні процеси, які там протікають.
Група вчених з Університету штату Огайо і Південно-Західного дослідницького інституту (обидва в США) під керівництвом астронома Кірстен Болей скористалася програмою моделювання кам’янистих екзопланет ExoPlex і всіма наявними науковими даними про лавові світи, щоб побудувати модель впливу магми на еволюцію цих тіл. Результати роботи опубліковані в Astrophysical Journal.
Вчені змоделювали кілька сценаріїв еволюції кам’янистих землеподібних планет з температурою поверхні від 1427 до 2127 градусів Цельсія. Дослідники підбирали температуру, при якій відбулося б плавлення твердої мантії (магма виникає в мантії).
Моделі виявили, що лавові планети можуть існувати в трьох варіантах:
1. З повністю розплавленою мантією;
2. Лише з поверхневим океаном магми, під яким лежать тверді породи;
3. Або у вигляді “тришарового торта”, що складається з поверхневого океану магми, шару твердої породи і ще одного шару розплавленої магми, розташованого ближче до ядра планети.
- Експерт SETI: Інопланетяни посилають нам загрозливі сигнали
- Знайдено незвичайний радіосигнал: вчені не розуміють, звідки він виходить
- Обсерваторія SOFIA оцінила вік туманності RCW 120 у 150 тисяч років
Результати дослідження показали, що другий і третій типи лавових планет набагато частіше зустрічаються у Всесвіті, ніж перший тип. Крім того, лавові планети у вигляді «тришарового торта», позбавлені атмосфери, повинні краще за інших подібних об’єктів утримувати леткі органічні сполуки, що містять кисень і вуглець, які необхідні для формування газових оболонок (вчені вважають, що на це може піти мільярд років, а на те, щоб стати потенційно населеними, ще кілька мільярдів).
Згідно з висновками авторів роботи, “тришарові” лавові світи, які в чотири рази масивніше Землі, можуть утримувати в 130 разів більший обсяг води, ніж у всіх земних океанах, а також зберігати приблизно в 1000 разів більше вуглецю, ніж міститься на поверхні нашої планети і в земній корі.
Астроном зазначила, що якщо вчені дізнаються, як склад океанів магми пов’язаний з еволюцією лавових планет, як довго ці розплавлені океани можуть знаходяться в такому стані і з яких причин вони можуть охолонути, це дасть ключ до розгадки таємниць формування молодої Землі та інших планет земної групи.