Межі житлової зони визначаються умовами, необхідними для наявності рідкої води на поверхні. Астрофізик Амрі Вандель запропонував розширити ці межі – і враховувати можливість існування рідкої води під крижаним покривом планет.
Червоні карлики – найпоширеніші зірки у Всесвіті, так що з високою ймовірністю першу населену планету земного типу ми виявимо якраз у такої зірки, якщо взагалі виявимо. Ці зірки активні на початку життєвого циклу і можуть знищити атмосфери своїх планет, але потім стають досить «прохолодними». Тому астрономи зацікавлені в тому, щоб визначити умови, при яких у таких планет можуть залишитися населені світи, і обчислити межі населеної зони.
Цієї весни команда космічного телескопа “Джеймс Вебб” повідомила про ознаки наявності водної пари у екзопланети земного типу GJ 486 b. Проблема в тому, що цей об’єкт літає занадто близько до своєї зірки, і температура на його поверхні досягає 430 °C, а водна пара — ознака атмосфери, якої не повинно бути в таких умовах. Автори дослідження впевнені, що сигнал йде від води, але припускають, що він міг прийти від зірки, від її холодних зоряних плям.
Астрофізик Амрі Вандель (Amry Wandel) допустив, що джерелом сигналу може бути сама планета, яка теоретично знаходиться в приливному захопленні із зіркою: на одній її стороні завжди день, на іншій — ніч. Його дослідження взяли до публікації в Astronomical Journal.
Здатність підтримувати рідку воду на поверхні вважається одним з основних критеріїв населеності планети. Класична зона життєздатності системи визначається як зона між двома крайніми точками — занадто близькою до зірки, де вода випарується з поверхні, не встигнувши закипіти, і занадто далекою, де вода замерзає.
- Чому на Марсі такі високі гори
- Британські вчені виявили величезну карликову планету за орбітою Нептуна
- “Юнона” сфотографувала поблизу вулканічний супутник Юпітера (фото)
Моделювання та розрахунки показали, що на планетах, які знаходяться в приливному захопленні у червоних карликів, може бути рідка вода хоча б в деяких регіонах поверхні при досить широкому діапазоні атмосферних умов. Астрофізик Амрі Вандель впевнений, що сам діапазон зони населеності для таких планет набагато ширше, якщо врахувати потенційну наявність підлідних океанів і атмосфери.
За зовнішнім кордоном зони населеності крижаний покрив може танути “зсередини” від приливного розігріву — наприклад, як на Європі і Енцеладі, супутниках Юпітера і Сатурна — або від тепла радіонуклідів, які розпадаються. Під тиском крижаного покриву розтанула вода може підніматися вгору по товщі льоду, утворюючи підлідні озера, а може, навіть масивний рідкий шар.
У планет на орбітах ближче до зірки, чим початок житлової зони, «денна» сторона буде занадто розпечена, щоб підтримувати наявність рідкої води. А ось крижаний покрив на «нічній» стороні цілком може захищати рідку воду від спеки атмосфери, «перелітаючи» з «денного» боку. У цих умовах нова межа житлової зони — орбіта, на якій жар атмосфери не дає воді повністю замерзати навіть на «нічний» стороні.
Звичайно, розширені межі житлової зони, як і класичні, непостійні і залежать як від еволюції зірки, так і від змін у геотермальній структурі планети. Головне – модель Амрі Ванделя пояснює воду на екзопланеті GJ 486 b, хоча і вимагає накладення додаткових умов на характеристики її атмосфери.