Астрономы обнаружили экзопланету, превышающую по размеру Землю в два раза. Потенциально она может быть пригодной для обитания. В связи с этим ученые могут сфокусироваться на поиске планет, больших по сравнению с Землей, но меньше Нептуна.
Команда Кембрижского университета использовала массу, радиус и атмосферные данные экзопланеты K2-18b. Выяснилось, что на ней можете присутствовать вода в жидкой форме, в атмосфере достаточно водорода, поэтому условия пригодны для обитания. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Экзопланета K2-18b находится в 124 световых годах от Земли. Масса ее в 8,6 раза больше, а радиус в 2,6 раза. Она также вращается вокруг звезды, температура на планете достаточно высока, чтобы вода находилась в жидком состоянии.
Экзопланета стала настоящей «звездой» новостей осенью прошлого году, поскольку две группы ученых сообщили, что в атмосфере присутствует водяной пар и достаточное количество водорода. Однако условия и особенности атмосферы оставались неизвестными.
«Водяной пар присутствует на целом ряде экзопланет, однако это не является гарантией обитаемых условий. Чтобы понять насколько экзопланета перспективна, необходимо разобраться каковы внутренние и атмосферные условия на ней. В частности, нужно понимать, может ли под атмосферой присутствовать вода в жидком состоянии», – заявил доктор Никку Мадхусудхан из Кембриджа.
Учитывая размеры K2-18b, ученые предполагали, что это будет мини-версия Нептуна. По ожиданиям исследователей, у планеты есть водородная «оболочка», слой воды под высоким давлением с внутренним ядром из камня и железа. Если водородная оболочка слишком толстая, температура и давление на поверхности будут непригодны для обитания.
Мадхусудхан и его команда продемонстрировали, что, несмотря на размеры, оболочка из водорода может быть достаточно тонкой, а значит, слой воды будет пригоден для поддержания жизни. Они использовали компьютерные модели и статистические данные.
Ученым удалось подтвердить, что в атмосфере достаточно водорода и водяного пара. При этом уровень аммиака и метана, которые, как ожидалось, будут высоки, оказались приемлемыми. Однако не ясно, как они повлияют на биологические процессы.
Команда также смоделировала возможные внутренние условия. Они провели исследование по широкому спектру моделей, которые смогли бы объяснить атмосферные свойства, радиус и массу планеты. Это дало диапазон возможных условий внутри. Речь идет о толщине водородной оболочки, температуре и давлении в водном слое.
«Мы хотели понять, как глубоко уходит водород, насколько оболочка толстая. Это вопрос с большим количеством вариантов, однако для подтверждения всех наблюдений вместе это не так важно», – отмечает соавтор исследования докторант Мэтью Никсон из Института астрономии при Кембридже.
Исследователи обнаружили, что максимальная толщина водородной оболочки, судя по данным, в пределах шести процентов от массы планеты. При этом большинство вариантов предлагает меньший показатель. Соответственно, минимальное количество водорода – одна миллионная от массы планеты, что аналогично земным показателям. Сразу ряд сценариев предлагает условия, схожие с нашей планетой.
Это исследование дает ученым новое направление в поиске пригодных для обитания экзопланет. Кроме того, такие планеты, как K2-18b доступны для дальнейших наблюдений и уточнений данных.