Сегодня известно около пятидесяти экзопланет, чьи диаметры разнятся от размеров Марса до нескольких земных и которые находятся в пределах зоны обитаемости своих звезд — на орбитальном расстоянии, при котором возможны температуры поверхности для наличия жидкой воды. Эти экзопланеты считаются главными кандидатами на присутствие на них жизни.
Однако, когда вода составляет десятки процентов от общей массы экзопланеты, а в ее атмосфере отсутствует водород или гелий, ее называют «водным миром». Некоторые ученые в прошлом утверждали, что водные миры не очень подходят для жизни. Им не хватает суши, управляющей карбонатно-силикатным циклом — процессом, когда между атмосферой и недрами планеты сбалансирован углекислый газ, необходимый для поддержания приемлемых температур на поверхности.
Гарвардский астроном Амит Леви и его коллеги проанализировали физические и геологические механизмы «водных миров». Они обнаружили, что при достаточно высоком давлении атмосферного углекислого газа морской лед может обогатиться химическими элементами, помимо воды, и поглотителями углерода, образуя планетарный поток, восстанавливающий баланс газового давления — подобно карбонатно-силикатному циклу.
Ученые выяснили: чтобы такой эффект сработал, планете необходимо вращаться втрое быстрее, чем Земля. Это поможет сформироваться полярным ледяным шапкам и произвести в океане температурный градиент, который поможет поддержать этот механизм. В свою очередь, температурный градиент сможет способствовать циклам замораживания и оттаивания, необходимым для развития жизни в «водных мирах», в соответствии с ограничениями химической эволюции.
Астрономы также рассчитали новую «зону обитаемости» для этого процесса вокруг солнцеподобных и более мелких звезд. Так, она попадает в пределы обычной зоны обитаемости.
В заключение исследователи отмечают, что для очень маленьких звезд (меньше, чем половина Солнца) такой механизм не сработал бы из-за синхронного вращения с экзопланетами в зоне обитаемости: они были бы постоянно повернуты к звезде одной и той же стороной.
Наука
Владимир Гильен
