Земля могла быть планетой-океаном, если бы не древняя сверхновая

Земля — единственная известная обитаемая планета, на которой есть вода, покрывающая большую ее часть. Поскольку жизнь существует практически везде, где есть вода на Земле, охота на потенциально обитаемые планеты в значительной степени сосредоточена на мирах, которые могут иметь воду на своих поверхностях. В отличие от Земли, почти три четверти поверхности которой покрыто океанами, морями, реками и озерами, другие планеты во внутренней Солнечной системе — Меркурий, Венера и Марс — относительно бедны на воду.  

По словам физика-планетолога из Оксфордского университета и старшего автора исследования Тима Лихтенберга (Tim Lichtenberg), сейчас у нас крайне ограниченное понимание того, могут ли такие миры развивать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем. Чтобы точнее узнать, каким количеством воды могут обладать экзопланеты, исследователи изучили тепло, выделяемое радиоактивными металлами внутри планетезималей — небесных тел на орбите вокруг протозвезды, образующихся после постепенного приращения более мелких тел. В частности, они рассмотрели радиоактивный изотоп алюминия-26, каждый из атомов которого в своих ядрах имеет на один нейтрон меньше, чем атомы обычного алюминия. Соответствующая статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

Ученые провели 540 тысяч компьютерных симуляций, каждая включала протопланету размером с Луну, выросшую из аккреции газа и планетезималей размером от одного до 100 километров. При моделировании исследователи изменяли вид звезды, вокруг которой вращались эти протопланеты, начальное расстояние этих миров от их звезд и количество накопленного льда и алюминия-26.

В целом исследователи выявили две основные группы планетных систем с твердыми планетами: бедные на алюминий-26, которые в основном образовывали планеты-океаны, и богатые алюминием-26, подобные Солнечной системе, которая образовывала небольшие, не изобилующие водой миры. Специалисты обнаружили, что твердые экзопланеты, бедные алюминием-26, могут оказаться настолько богатыми водой, что их диаметр может быть примерно на 10 процентов больше, чем у твердых экзопланет, изобилующих алюминием-26, потому как плотность воды гораздо меньше, чем у горной породы.

Будущие исследования помогут выяснить, как алюминий-26 может влиять на эволюцию планет-гигантов, таких как Юпитер. Кроме того, последующие работы в этом направлении позволят приблизиться к пониманию того, сколько планет, похожих на Землю, существует в Галактике.