Как называется планета которая покрыта водой

Экзопланета Глизе 1214b полностью состоит из воды, но есть ли там жизнь

При поиске жизни на других планетах ученые ориентируются на присутствие воды. Ведь известно, что вода служит источником возникновения и эволюции живых организмов. В таком случае планета Глизе 1214 b должна буквально кишеть многообразием жизни, потому что она почти полностью состоит из воды.

Переместимся на удаленность в 40 световых лет от нас в созвездие Змееносца. Там найдем красный карлик, вокруг которого на удаленности в 2.1 млн. км вращается суперземля Глизе 1214 b. Чтобы вы понимали, один ее год длится всего 36 часов!

По массе Глизе 1214 b превышает земную в 6.55 раз, а по диаметру больше в 2.5 раз. Однако мир уступает земной гравитации из-за низкой плотности. Показатель силы тяжести достигает 0.91 g, что напоминает ситуацию на Венере.

Сравнительные размеры Глизе 1214 b

Но мир приготовил множество сюрпризов. Прежде всего, анализ состава показал, что Глизе 1214 b по массе на 75% состоит из воды и лишь 25% отведено на каменистые материалы и железо. Возможно, вас это не удивит, ведь во многих источниках встречается информация, что Земля на 71% покрыта водой.

Но здесь речь идет именно о соотношении масс. Если взять всю воду на Земле и противопоставить ее скалистым материалам, то количество земной воды по массе составит всего лишь 0.02%! А теперь представьте ситуацию на Глизе 1214 b.

Глизе 1214 b на фоне родительской звезды

Однако не думайте, что вам суждено оказаться в водном мире, где плотный слой воды покрывает скромное скалистое ядро. Исследователи считают, что поверхность планеты прогревается на 200 °C. Это приводит к тому, что весь водный объем приобретает экзотические формы. Прежде всего, атмосфера представлена густым водяным паром с небольшими вкраплениями водорода и гелия.

Если опустимся ниже, то столкнемся с горячим льдом. Это экзотическое вещество не встречается в естественных условиях на Земле, но его можно создать в лабораторных условиях. Дело в том, что при высоком давлении (больше 20000 атмосфер) вода способна оставаться в твердом состоянии даже при нагреве +76 °C.

Кроме того, жидкость присутствует в виде супержидкой воды. Эта разновидность также не встречается в земных условиях. Ее особенность в невероятной текучести. Она льется почти без трения. То есть, вы могли бы налить ее в стакан, поставить его прямо, а жидкость будет свободно выливаться через край.

За счет своих необычных характеристик Глизе 1214 b кажется интересной для изучения. Исследователи хотят понять, как она сформировалась, и являются ли ее характеристики чем-то типичным или же это уникальный мир.

Источник

Журнал «Все о Космосе»

Планета-океан

Возможный вид планеты-океана с двумя спутниками.

Планета-океан — разновидность планет, состоящих преимущественно изо льда, скалистых пород и металлов (приблизительно в равных пропорциях по массе для упрощения модели). В зависимости от расстояния от родительской звезды, могут быть целиком покрыты океаном жидкой воды глубиной до 100 км (точное значение зависит от радиуса планеты), на больше́й глубине давление становится столь велико, что вода не может более существовать в жидком состоянии и затвердевает, образуя такие модификации льда как Лёд V, VI и VII и другие. Пока открыта только одна такая планета.

История открытия

Сравнение размеров планет с различным химическим составом в зависимости от массы.

Первоначально предположение о существовании такого типа планет было сделано Дэвидом Стивенсоном из Калифорнийского технологического института. Затем эта теоретическая модель была развита командой Кристофа Сотена из Нантского университета и Марком Кюхнером.

Процесс формирования

Внутреннее строение планеты типа Планета-океан с массой 6—8 M3.

В последние годы было открыто множество экстрасолнечных планет — горячих юпитеров, то есть газовых гигантов, вращающихся на близкой орбите к своей звезде, где, в соответствии с современными представлениями об образовании и эволюции планетных систем, они просто не могли сформироваться. Было сделано предположение, что планеты могут уже после своего формирования мигрировать на более близкие к своей звезде орбиты, в том числе и в обитаемую зону.

Если в процессе формирования планетной системы формирующаяся на большом удалении от своей звезды протопланета достигает массы приблизительно в 10 земных масс, то она становится достаточно массивной, чтобы притягивать к себе водород и гелий и превращается, в конце концов, в газового гиганта. Планета чуть меньшей массы, приблизительно 6—8 земных масс, и не достигнувшая пороговой массы в 10 земных масс, оказывается состоящей преимущественно из льда и камней, как спутники планет-гигантов в Солнечной системе. Если такая планета оказывается с одной стороны достаточно массивной чтобы расчистить свою собственную орбиту вокруг звезды и не быть захваченной сформировавшимся неподалёку газовым гигантом, и с другой стороны недостаточно массивной, чтобы притягивать водород и гелий из газопылевого облака, в котором она формируется, то в итоге, в упрощённой модели, получается ледяная планета, состоящая приблизительно наполовину из льда и наполовину из твёрдых пород.

В процессе миграции, из-за мощных турбулентных возмущений которые могут возникать в протопланетарном газопылевом диске, вследствие чего орбита планеты может измениться, такая ледяная планета массой в 6—8 земных масс может оказаться достаточно близкой к своей звезде для того, чтобы внешняя ледяная кора планеты расплавилась и планета оказалась полностью покрытой океаном жидкой воды глубиной в 72—133 км. Давление на дне такого океана, составляющее порядка 1—2 ГПа (10—20 тыс. атм.) является достаточным для формирования полиморфных модификаций льда, которые тяжелее жидкой воды и при таком давлении никогда не будут таять. Ниже будет располагаться твердая кора из льда различных модификаций толщиной около 4850 км, и, наконец, твёрдое ядро радиусом около 7900 км, состоящее из каменной мантии толщиной 3500 км и металлического ядра радиусом в 4400 км.

Возможность жизни

Для возникновения биологической жизни подобной земной, необходимо чтобы планета находилась в обитаемой зоне. Это позволило бы растаять прослойке льда на поверхности. Помимо этого, необходимы минералы, находящиеся в планетарной коре. У данного типа планет между слоем жидкой воды и корой находится толстый слой твёрдого льда, перекрывающий доступ к минералам. Последние, однако, могут быть занесены метеоритами и кометами.

Обнаруженные планеты этого класса

«Видимая» планета-океан. Отличается неглубоким водным слоем, из-за чего возможно существование небольших островов, подобных тихоокеанским.

17 декабря 2009 года была открыта планета GJ 1214 b, которая благодаря своим характеристикам большинством астрономов была причислена к классу планета-океан. А в феврале 2012 года группа астрономов под руководством Захори Берта из Гарвард-Смитсонианского центра астрофизики подтвердили данную гипотезу. Они изучали атмосферу планеты во время её транзита по диску своей звезды при помощи космического телескопа “Хаббл” и пришли к выводу, что она состоит из густого водяного пара с небольшой примесью гелия и водорода. Однако учитывая довольно высокую температуру на поверхности планеты, по сравнению с земной (около 200 °C), учёные считают, что вода на планете находится в таких экзотических состояниях как «горячий лёд» и «супержидкая вода», которые не встречаются на нашей планете.

Источник

Планета-океан: что обнаружили астрономы недалеко от Солнца

Мудрецы и слон

Команда астрономов из 19 научных центров отчиталась в журнале Astronomy & Astrophysics об исследовании удивительной планетной системы. Звезда L 98-59, она же TOI-175, находится всего в 35 световых годах от Солнца. Учитывая размеры Галактики, это буквально «за углом». В 2019 году орбитальный телескоп TESS, о котором мы подробно рассказывали, обнаружил у звезды три планеты. В соответствии с традицией, их обозначили L 98-59 b, L 98-59 c и L 98-59 d (планеты «нумеруются» буквами в хронологическом порядке их открытия).

Три планеты у одной звезды — богатый улов. Из более чем 3500 известных планетных систем, лишь примерно в каждой пятой астрономы насчитали два и более мира. Скорее всего, мультипланетные системы не редкость сами по себе. Но нам все еще сложно обнаруживать планеты, находящиеся далеко от родительской звезды. Так что обычно дело ограничивается открытием ближайшего к своему солнцу мира, а его более далекие соседи остаются за кадром. Лишь изредка экзопланеты так тесно толпятся вокруг звезды, что мы можем зафиксировать несколько штук. Именно так получилось в системе L 98-59. Там словно воплотилась пословица: «в тесноте, да не в обиде». Планеты b, с и d располагаются в 46, 33 и 21 раз ближе к своему солнцу, чем Земля — к своему. Год на них длится два, четыре и семь земных дней, соответственно.

И это большая удача для ученых, стремящихся открыть законы, по которым зарождаются и живут планетные системы. Ведь составить представление о системе в целом по одной планете так же трудно, как о слоне из известной притчи — по хоботу. Неудивительно, что астрономы обратили самое пристальное внимание на систему L 98-59, где слон присутствует в более полном составе.

Взвесить и обмерить

TESS использует для открытия экзопланет метод транзитов. Его суть проста: когда планета проходит между звездой и наблюдателем (это прохождение и называется транзитом), она затмевает собой часть света. Этот эффект повторяется при каждом обороте экзопланеты вокруг родительского светила. Такие периодически падения яркости и сигнализируют, что у звезды есть планета. Точно измерив процент затмеваемого света, астрономы могут определить и диаметр экзопланеты.

Этот метод открытия далеких миров необычайно продуктивен: более 70% из примерно 4800 известных планет были обнаружены именно так. Но у него есть свои ограничения. Например, орбита экзопланеты может попросту не пересекать линию «звезда — наблюдатель». Такие миры не совершают транзитов (потому и называются нетранзитными), то есть остаются невидимыми для этого метода.

Радиусы экзопланет L 98-59 b, c и d, по данным TESS, составляют от 0,8 до 1,6 земного. Это очень интригующие цифры. Планета размером с нашу едва ли окажется ледяной или газовой. Скорее всего, по своему химическому составу она будет сходна с Землей, а землеподобные миры по понятным причинам интересуют человечество больше любых других.

Однако чтобы уверенно судить о составе и строении планеты, нужно знать ее плотность. Плотность можно получить, разделив массу на объем, но вот массу невозможно измерить методом транзитов.

К счастью, все-таки существует способ «бросить» планету «на весы». Это другой классический подход — метод лучевых скоростей (с его помощью обнаружено примерно 20% известных экзопланет). Суть его в том, что притяжение планеты действует на родительскую звезду. Светило как бы пританцовывает на месте, чуть-чуть сдвигаясь навстречу собственному спутнику. Точные приборы улавливают в спектре звезды след этого движения. Метод лучевых скоростей позволяет определить массу планеты и выловить нетранзитные миры.

Разные научные группы дважды исследовали систему L 98-59 методом лучевых скоростей. В этих наблюдениях исследователи оценили массу двух из трех ее известных планет — L 98-59 c и L 98-59 d. Чтобы «взвесить» L 98-59 b, самую легкую из этой троицы, не хватало точности измерений. К тому же тогда астрономы не обнаружили в системе никаких новых экзопланет.

Авторы же новой работы использовали блистательный дуэт из самого большого в мире оптического телескопа VLT и сверхточного спектрографа ESPRESSO. Это позволило уточнить массы (а значит, плотность и состав) L 98-59 c и L 98-59 d, и результаты получились весьма интересными. Кроме того, ученые впервые «взвесили» миниатюрную L 98-59 b, установив тем самым рекорд точности. Наконец, они открыли в системе одну (а возможно, и две) новые планеты.

Планета-океан и другие сюрпризы

Так долго ускользавшая от ученых масса экзопланеты L 98-59 b оказалась равна 0,4 ± 0,15 масс Земли. Другими словами, эта планета примерно вдвое легче Венеры. Человечеству известна лишь горстка еще менее массивных миров, и их масса определялась экзотическими способами, которые редко удается применить. «Взвешивание» L 98-59 b установило рекорд точности для метода лучевых скоростей — самого распространенного и проверенного способа измерения массы планет. То, что стандартная «рабочая лошадка» специалистов по экзопланетам достигла такого совершенства — веха в истории этой науки. Ведь еще несколько лет назад казалось почти невозможным «взвесить» и планету земной массы.

Определив массу миров системы L 98-59 и зная их размер, астрономы рассчитали их плотность. Планеты L 98-59 b и L 98-59 c имеют плотность 2,1–5 г/см 3 и 3,7–5,3 г/см 3 , соответственно. Для сравнения: плотность Земли — 5,5 г/см 3 . Она столь велика, потому что земной шар имеет огромное железное ядро, составляющее около 30% его массы. Авторы полагают, что L 98-59 b и c — это землеподобные миры с небольшими (12–14% массы) железными ядрами. Другими словами, эти планеты очень похожи на нашу.

Совсем другое дело — L 98-59 d. Этот мир впору было бы назвать не планетой Земля, а планетой Вода. Судя по плотности 2,4–3,7 г/см 3 , вода составляет до 30% массы этого небесного тела. Для сравнения: доля воды в массе нашей планеты — всего 0,02%. Конечно, ученые не могут поручиться, что легкое вещество в составе экзопланеты — именно вода. Но это наиболее вероятный сценарий, учитывая, что H₂O — одно из самых распространённых химических соединений во Вселенной. Подобные миры-океаны, по всей видимости, не редкость в космосе.

Кроме того, авторы заявили об открытии в системе четвертой планеты — L 98-59 e. Она нетранзитная, поэтому TESS не мог ее заметить. Масса этой экзопланеты составляет 2,7–3,4 земной, а оборот вокруг звезды она делает примерно за 13 земных суток.

Ни на одной из четырех названных планет почти наверняка невозможна жизнь. Там просто слишком жарко. Правда, звезда L 98-59 — красный карлик, маленький и холодный по сравнению с Солнцем. Но даже с учетом этого первые четыре экзопланеты расположены чересчур близко к светилу. Однако авторы обнаружили в данных намек на существование пятой (и тоже нетранзитной) планеты с массой 1,6–3,1 земной. Правда, исследователи не слишком уверены в ее реальности. Но если пятый мир существует, он может быть обитаемым. По меркам Солнечной системы эта планета тоже необычайно близка к светилу: год там длится всего 23 земных дня. Но это и есть оптимальное расстояние до красного карлика: не слишком жарко и не слишком холодно для существования жидкой воды. Как говорят специалисты, планета располагается в зоне обитаемости своей звезды.

Отметим, что в зонах обитаемости разных звезд уже не раз находили землеподобные планеты. Но все же такие открытия редки и по понятным причинам волнительны.

Конечно, с уверенностью говорить о наличии в системе четвертой и тем более пятой планеты можно будет только после того, как их реальность подтвердят наблюдения на других инструментах. Вряд ли прямо сейчас какой-то из них может потягаться со связкой крупнейшего телескопа с лучшим спектрографом, но эпохи в астрономии сменяются быстро. Уже в октябре 2021 года должен быть запущен крупнейший инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб». И, кстати, звезда L 98-59 попадает в зону неба, которую «Уэбб» будет наблюдать 200 дней в году. А в 2027-м планируется ввести в строй наземный оптический телескоп ELT, который будет в два с половиной раза больше нынешнего рекордсмена VLT. С помощью этих инструментов можно будет тщательно изучить планеты системы L 98-59. Возможно, удастся даже определить, есть ли у них атмосферы и из каких газов они состоят.

Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения автора

Лунные деревья, дети астронавтов и редис на SpaceX: 10 фотографий о том, как люди побывали в космосе

Лунные деревья, дети астронавтов и редис на SpaceX: 10 фотографий о том, как люди побывали в космосе

Источник