Планеты из яичной скорлупы: Найден новый тип хрупких экзопланет

Вселенная - удивительно странное и разнообразное место. Мы едва ли даже начали познавать пределы возможного. И было бы глупо, например, представить, что наша Солнечная система отображает весь спектр планетарного разнообразия.

На самом деле мы знаем, что это не так. Но наши технологии обнаружения еще недостаточно сложны, чтобы мы могли наблюдать экзопланеты (планеты за пределами Солнечной системы) с особенно мелкими деталями. Согласно новому исследованию, один из таких типов экзопланет может быть похож на гигантские космические яйца.

Эти экзопланеты будут иметь единую слившуюся, тонкую и хрупкую литосферу - самый внешний планетарный слой - практически без топографии: как яичная скорлупа, окружающая внутреннюю часть планеты. Поскольку эта литосфера представляет собой единый сплошной кусок, в этих мирах из яичной скорлупы не будет тектоники плит; в свою очередь, это могло ограничить их обитаемость.

Это открытие может добавить еще один параметр для уточнения наших поисков обитаемых миров в галактике Млечный Путь.

"Понимание того, есть ли у вас возможность тектоники плит, - действительно важная вещь, которую нужно знать о мире, потому что тектоника плит может потребоваться для того, чтобы большая скалистая планета стала пригодной для жизни", - говорит геолог-планетолог Пол Бирн из Вашингтонского университета в Сент-Луисе.

"Поэтому это особенно важно, когда мы говорим о поисках земных миров вокруг других звезд и когда мы в целом характеризуем обитаемость планет".

Поскольку мы не можем определить детали поверхности экзопланет - по крайней мере, пока - астрономы нашли другие способы попытаться исследовать возможный диапазон миров, которые могут находиться за пределами Солнечной системы.

Обычно это принимает форму симуляции и моделирования. Мы знаем, что есть определенные характеристики, которые играют роль в формировании экзопланет, такие как размер, возраст, состав, внутренняя температура и расстояние от звезды-хозяина; Изменяя эти характеристики в модели, ученые-планетологи могут получить ряд возможных морфологий экзопланет.

Бирн и его команда хотели знать, какие из этих параметров играют роль в определении толщины литосферы экзопланеты. Это может выявить ряд других характеристик, потому что толщина литосферы играет роль в том, может ли эта литосфера поддерживать горные хребты или достаточно ли она гибка, чтобы поддерживать тектоническую субдукцию, когда край одной плиты изгибается и скользит под другой.

Тектоническая субдукция играет важную роль в поддержании климата Земли и поэтому считается очень важной (хотя, возможно, не абсолютно необходимой) для обитаемости. Так что, если мы сможем выяснить, соответствует ли экзопланета параметрам субдуцирующей литосферы, мы можем включить эту информацию в наш поиск обитаемых миров. Одна из основных характеристик, которые, по нашему мнению, могут сделать экзопланету пригодной для жизни, - это то, является ли мир каменистым, как Земля, Марс или Венера. Итак, исследователи начали с обычного скалистого мира размером с Землю. С этого момента они запускали тысячи моделей, настраивая параметры и анализируя результаты.

Эти результаты показали, как может образоваться экзопланета из яичной скорлупы.

"Температура поверхности является доминирующим фактором, определяющим толщину хрупкого слоя: более мелкие и старые планеты обычно имеют толстые хрупкие литосферы, похожие на те, что у Меркурия и Марса, тогда как более крупные и молодые планеты имеют более тонкие хрупкие литосферы, которые могут быть сопоставимы с низменностями Венеры", - написали исследователи в своей статье.

"Но при определенных комбинациях этих параметров образуются миры с чрезвычайно тонкими хрупкими слоями. Мы прогнозируем, что такие тела имеют небольшую возвышенную топографию и ограниченную изменчивую цикличность и выветривание".

Команда определила, что эти экзопланеты, вероятно, напоминают низины Венеры. Температура поверхности Венеры в среднем составляет около 471 градуса по Цельсию. Эти палящие температуры означают, что в таких частях, как низины, литосфера Венеры очень тонкая, что приводит к плоской, более или менее безликой местности.

Результаты предлагают будущим охотникам за обитаемыми мирами основу для расчета толщины литосферы экзопланет, для которой мы знаем массу, размер и температуру поверхности. Экзопланеты из яичной скорлупы должны быть суперземлями, которые либо очень молоды, либо имеют радиогенные элементы, которые нагревают экзопланету изнутри, находятся близко к своим звездам, либо обладают безудержным парниковым эффектом, как Венера.

"То, что мы здесь изложили, по сути, является практическим руководством или удобным руководством. Если у вас есть планета заданного размера, на заданном расстоянии от ее звезды и заданной массы, то с нашими результатами вы можете сделать некоторые оценки множества других характеристик, - сказал Бирн.

"В конечном итоге мы хотим помочь в определении свойств, которые делают мир пригодным для жизни. И не только временно, но и пригодным для жизни в течение длительного времени, потому что мы думаем, что жизни, вероятно, нужно время, чтобы начать жить и стать устойчивым".