Большинство лавовых планет оказались похожими на торт
Лавовые миры — экзопланеты, напоминающие горячую молодую Землю. Изучение этих объектов очень важно для ученых, потому что может пролить свет на неизвестные процессы эволюции планет земной группы. Американские исследователи построили модель, с помощью которой определили, какой тип лавовых миров наиболее распространен в космосе, а также узнали, как именно океаны расплавленной магмы могут влиять на характеристики таких экзопланет.
Наша планета, как и любое подобное космическое тело, проходит различные стадии эволюции. Например, по мнению многих геологов, 4,5 миллиарда лет назад после формирования молодая Земля переживала фазу океана магмы. Тогда на планете были экстремальные температуры, а ее поверхность состояла из расплавленной магмы. Постепенно ядро охладилось, через каких-то 100 миллионов лет магма затвердела и кристаллизовалась, появились первые горные породы. Спустя еще несколько сотен миллионов лет стала образовываться земная кора.
Cегодня у ученых нет полной картины формирования молодой Земли (как и других планет земной группы), пока в точности не известны механизмы, которые запустили «адские условия» на ее поверхности. Непонятно, как сильно эти процессы повлияли на дальнейшее ее развитие, и вообще могли ли они стать причиной возникновения жизни.
Можно ли разобраться в этих вопросах? Ведь вернуться в прошлое, чтобы исследовать молодую Землю научными приборами, не под силу никому. Один из способов — изучить планеты, которые находятся на стадии эволюции (хотя бы относительно похожей), на которой была Земля миллиарды лет назад. В Солнечной системе таких тел нет, но они есть за ее пределами — и это экзопланеты.
Речь о лавовых мирах — типе землеподобных экзопланет, поверхность которых частично или полностью покрыта океаном расплавленной магмы. Самый известный их представитель — «суперземля» 55 Рака e (55 Cancri e), открытая в 2004 году американскими учеными методом доплеровской спектроскопии. Она находится на расстоянии 41 светового года от Солнца.
Экзопланета вращается вокруг солнцеподобной звезды 55 Рака A в двойной системе 55 Рака и расположена достаточно близко к родительскому светилу — полный оборот вокруг него она делает за 18 часов.
Масса 55 Рака e равна восьми массам Земли, а диаметр составляет около двух диаметров нашей планеты. С помощью космических телескопов ученые выяснили, что экзопланета находится в приливном захвате: одной стороной она всегда обращена к материнской звезде (дневная), а другая все время погружена в тень (ночная). На поверхности 55 Рака e очень жарко. Дневная сторона нагрета до 2400 градусов Цельсия и представляет собой сплошной океан магмы, на ночной температура достигает 1100 градусов.
Пока открыто очень мало экзопланет того же класса, что 55 Рака e, — их количество можно пересчитать по пальцам. Поскольку такие объекты недостаточно исследованы, ученым не просто изучить их устройство и геологические процессы, которые там протекают.
Группа ученых из Университета штата Огайо и Юго-западного исследовательского института (оба в США) под руководством астронома Кирстен Болей воспользовалась программой моделирования каменистых экзопланет ExoPlex и всеми имеющимися научными данными о лавовых мирах, чтобы построить модель воздействия магмы на эволюцию этих тел. Результаты работы опубликованы в Astrophysical Journal.
«Магма менее плотная чем окружающие ее твердые породы, однако с увеличением давления она становится более сжимаемой. Поэтому неясно, как огромные океаны магмы могут повлиять на размеры и плотность планеты. Это мы и попытались выяснить», — пояснила Болей.
Ученые смоделировали несколько сценариев эволюции каменистых землеподобных планет с температурой поверхности от 1427 до 2127 градусов Цельсия. Исследователи подбирали температуру, при которой произошло бы плавление твердой мантии (магма возникает в мантии).
Модели выявили, что лавовые планеты могут существовать в трех вариантах:
1. С полностью расплавленной мантией;
2. Лишь с поверхностным океаном магмы, под которым лежат твердые породы;
3. Или в виде «трехслойного торта», состоящего из поверхностного океана магмы, слоя твердой породы и еще одного слоя расплавленной магмы, расположенного ближе к ядру планеты.
Результаты исследования показали, что второй и третий типы лавовых планет намного чаще встречаются во Вселенной, чем первый тип. Кроме того, лавовые планеты в виде «трехслойного торта», лишенные атмосферы, должны лучше других подобных объектов удерживать летучие органические соединения, содержащие кислород и углерод, которые необходимы для формирования газовых оболочек (ученые считают, что на это может уйти миллиард лет, а на то, чтобы стать потенциально обитаемыми, еще несколько миллиардов).
Согласно выводам авторов работы, «трехслойные» лавовые миры, которые в четыре раза массивнее Земли, могут удерживать в 130 раз больший объем воды, чем во всех земных океанах, а также хранить примерно в 1000 раз больше углерода, чем содержится на поверхности нашей планеты и в земной коре.
«Огромные расплавленные океаны магмы могут воздействовать на физические свойства горячих суперземель — например, влиять на их размер. Из-за чрезвычайно сжимаемой магмы такие океаны могут привести к тому, что лавовые миры, лишенные атмосферы, будут более плотными, чем каменистые планеты аналогичного размера», — объяснила Болей.
Астроном отметила, что если ученые узнают, как состав океанов магмы связан с эволюцией лавовых планет, как долго эти расплавленные океаны могут находятся в таком состоянии и по каким причинам они могут остыть, это даст ключ к разгадке тайн формирования молодой Земли и других планет земной группы.
Telegram 
Дзен 
VK Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Метеорный поток Эта-Аквариды достигнет своего максимума в ночь с 5 на 6 мая. Его частицы — осколки самой знаменитой кометы в истории, которая появляется над Землей раз в 76 лет. Ученый Пермского Политеха рассказал, как этот звездопад связан с кометой Галлея, почему у него есть «брат-близнец» и где лучше всего за ним наблюдать.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии