• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
2 сентября, 14:03
Дарья Губина
84

Покрытые «сажей» планеты встречаются в космосе чаще водных миров

❋ 5.3

Многие экзопланеты низкой плотности, которые принято считать «водными мирами», могут оказаться не такими уж богатыми на океаны. Скорее, они похожи по составу на кометы Солнечной системы, утверждают авторы нового исследования. Более того, вполне вероятно, что такие покрытые «сажей» миры есть среди подтвержденных экзопланет.

Планета-«сажа» в представлении художника
Планета-«сажа» в представлении художника / © Ari Geo/Sayo Studio, Jie Li et al, arxiv (2025)

Большинство экзопланет в видимой нам части Галактики имеют массу и радиус где-то между Землей и Нептуном. Причем часто плотность этих субнептунов меньше плотности нашей планеты. Значит, в них выше содержание более легких компонентов. Может, они покрыты толстой атмосферой из водорода и гелия. Скорее всего, более 50% их массы составляет вода, поэтому такой тип планет прозвали «водными мирами».

Считается, что «водный мир» — самый вероятный результат формирования экзопланеты за пределами снеговой линии протопланетного диска. Снеговая линия — расстояние от светила, на котором температура падает достаточно низко, чтобы простые летучие соединения (преимущественно вода) оставались в твердом состоянии. В современной Солнечной системе эта линия пролегает в поясе астероидов, между орбитами Марса и Юпитера.

Впрочем, есть и альтернативное объяснение низкой плотности субнептунов — обилие «сажи». «Сажей» ученые называют «тугоплавкий органический углерод», соединения богатые углеродом, водородом, кислородом и азотом (иногда их обозначают акронимом CHON).

В нашей системе «сажи» достаточно много. По некоторым оценкам, она составляет примерно 40 процентов суммарной массы комет. Кометы и астероиды — чаще всего «мусор», оставшийся со времен формирования Солнечной системы. Значит, и в протопланетном диске было много таких углеродных соединений. Поэтому авторы новой научной работы предложили ввести новое понятие — «линия сажи».

Новая «линия сажи» пролегает ближе к звезде, чем снеговая. Она определяется расстоянием, на котором углеродные соединения достаточно стабильны, чтобы в большом количестве «встраиваться» в формирующиеся планеты. Получается, близко к звезде формируются каменистые планеты, следом — планеты-«сажи», а уже дальше — «водные миры». Последние, впрочем, тоже должны быть богаты углеродными соединениями.

Иллюстрация условий образования разных типов планет: каменистых, покрытых «сажей», покрытых смесью «сажи» и воды. Их состав определяется составом протопланетного диска в их области образования. Состав диска, в свою очередь, определяется температурой из-за удаленности от светила / © Ari Geo/Sayo Studio, Jie Li et al, arxiv (2025)

Содержание углеродных соединений в планетах-«сажах» может достигать 25 процентов от общей массы. Как показали расчеты, выявить такие миры можно по составу атмосферы. Геологические процессы в недрах должны приводить к образованию богатой метаном атмосферы с углеводородной дымкой. Получается, планеты-«сажи», вероятно, похожи на Титан, спутник Сатурна.

«Водные миры» в новой классификации тоже оказываются не такими уж водными. Авторы исследования предложили выделять два типа подобных планет: сухие и мокрые. В сухих содержание воды не превышает четверти массы, в мокрых — половину массы. При этом даже в мокрых мирах «сажа» должна составлять 15-20 процентов их массы.

К сожалению, невозможно различить планеты-«сажи» и «водные миры» исключительно по массе и радиусу. Выявить среди подтвержденных субнепнутов новый тип планет удастся только при наличии данных об их атмосферах. Такие данные сейчас собирает космический телескоп «Джеймс Уэбб». Среди изученных миров авторы нового исследования выделили TOI-270 d — судя по обилию углекислого раза и метана в атмосфере, а также высокому соотношению углерода к кислороду, это может быть планета-«сажа».

Обитаемы ли планеты-«сажи»? Ответить сложно. С одной стороны, обилие углеродных соединений может «затвердить» недра. У такой планеты не будет ни геологической активности, обеспечивающей приток необходимых для жизни соединений на поверхность, ни магнитосферы, защищающей поверхность от излучения. С другой стороны, обилие метана в атмосфере и воды на поверхности — неплохие условия для запуска предбиологической химии.

Статья ученых выложена в открытый доступ на портале arXiv.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор специализируется на популяризации астрономии и астрофизики. Пишет о строении Вселенной, космологических теориях и новых открытиях, раскрывая суть явлений и идей современного научного знания.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
2 сентября, 08:20
Александр Березин

Бета-блокаторы около 40 лет использовали для лечения людей, пострадавших от инфаркта. Однако работы последних лет, авторы которых пробовали оценить их эффективность в современных условиях, уже поставили их полезность под вопрос. Новое исследование показало, что для одного из полов они могут быть даже вредны.

1 сентября, 18:44
Василий Парфенов

В астрономии размер имеет большое значение: от диаметра главного зеркала телескопа напрямую зависит его разрешающая способность. Если на Земле габариты научных инструментов ограничены скорее бюджетами их строителей, то для космических телескопов мы достигли технологического предела. Что-то сложнее и крупнее «Джеймса Уэбба» построить фактически невозможно, по крайней мере, в ближайшие десятилетия. А для получения прямых изображений землеподобных экзопланет нужно зеркало в 10 раз крупнее. Но американские инженеры и астрономы нашли любопытное геометрическое решение этой проблемы.

1 сентября, 09:25
ТПУ

Ученые ТПУ совместно с коллегами провели эксперименты и с высокой точностью предсказали кинетические характеристики воспламенения и сгорания топлива с добавлением воды. Результаты показали, что топливо с небольшой добавкой воды сгорает на 7-14% быстрее по сравнению с однородным углеводородным топливом. В будущем это может помочь в разработке более экологичных и ресурсоэффективных систем сжигания альтернативных топлив.

27 августа, 10:07
Александр Березин

Компания впервые смогла устранить недоработки Starship V2 в достаточной степени, чтобы выполнить всю намеченную программу испытаний в одном полете. Впрочем, без сбоев не обошлось и на этот раз. Традиционные американские космические игроки продолжают считать, что задержки с программой позволят Китаю выиграть вторую лунную гонку у США.

28 августа, 08:50
Игорь Байдов

Согласно выводам авторов нового исследования, сумчатый волк, или тилацин, проиграл эволюционную битву за выживание за миллионы лет до того, как первый человек ступил на австралийскую землю. Оказалось, этот вид хищных сумчатых постепенно терял ключевые гены, что сделало его уязвимым перед лицом природных изменений. Человек и динго лишь довершили процесс.

27 августа, 15:12
ФизТех

Физики из МФТИ и Всероссийского научно-исследовательского института автоматики имени Н.Л. Духова (ВНИИА) предложили и теоретически обосновали новый способ создания макроскопических квантовых состояний света, известных как «коты Шредингера». Механизм, основанный на рассеянии лазерного излучения на свободных электронах, открывает путь к созданию таких состояний в условиях, где другие, более известные методы, не работают. Это достижение не только расширяет фундаментальное понимание взаимодействия света и материи, но и предоставляет новый инструмент для развития квантовых технологий.

6 августа, 20:59
Татьяна Пичугина

Примерно 12 800 лет назад в Северном полушарии началось резкое изменение климата, которое сопровождалось вымиранием мегафауны и угасанием культуры Кловис. Такое могло произойти, например, из-за прорыва пресных вод в Атлантику или мощного вулканического извержения. Несколько лет назад ученые обнаружили места на суше с повышенным содержанием элементов платиновой группы, прослоями угля, микрочастицами расплава. По их мнению, это может быть признаком пребывания Земли в потоке обломков кометы или астероида. В новой работе впервые представлены доказательства кометного события в позднем дриасе из морских осадочных толщ.

12 августа, 11:29
Юлия Трепалина

Влияет ли формат знакомства на качество последующих романтических отношений в паре? Научные данные на этот счет разнятся. Новое исследование по вопросу представила группа психологов из Польши, Австралии и Великобритании. В попытке понять, при каком сценарии удовлетворенность отношениями выше, а любовь крепче — когда двое нашли друг друга в Сети или познакомились в жизни, — ученые опросили свыше 6000 тысяч человек из разных стран.

3 августа, 12:57
Александр Березин

Тщательный анализ спутниковых снимков позволил ученым оценить изменение скорости фотосинтеза на планете с 2003 по 2021 годы. Ситуация оказалась несколько неожиданной: если на суше растения явно «ускорились», то в океане ситуация намного менее определенная.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно