Французские планетологи выяснили, что суперземли и богатые водой субнептуны могут принадлежать к одному семейству планет. При этом среди субнептунов могут быть планеты с водной оболочкой в сверхкритическом состоянии, в то время как раньше считалось, что большинство планет этого класса имеют богатую водородом и гелием атмосферу. Статья опубликована в The Astrophysical Journal Letters.
Среди более 4000 известных к настоящему времени экзопланет больше половины — это небольшие планеты с радиусами от 1 до 3,9 земных. Самые интересные и загадочные с точки зрения происхождения из них — это субнептуны (планеты с радиусом больше 1,6 земного, меньшей, чем у Земли, плотностью и периодом обращения менее 100 дней): принято считать, что они состоят из твердого ядра и богатой водородом и гелием газовой оболочки, масса которой может составлять до 30 процентов от массы планеты.
Кроме того, спектроскопические исследования показывают наличие в атмосферах некоторых субнептунов водяного пара. Его уже обнаруживали, например, в атмосфере планеты K2-18b, обращающейся за 33 дня вокруг красного карлика в созвзедии Льва на расстоянии 111 световых лет от Солнечной системы, а также в атмосфере HAT-P-26b, которая делает оборот вокруг оранжевого карлика в созвездии Девы за четыре с небольшим дня.
Чтобы разобраться в вопросе происхождения субнептунов подробнее, Оливье Муси (Olivier Mousis) из французского Университета Экс-Марсель и его коллеги сопоставили две уже существующие модели: модель внутреннего строения планет земного типа и модель атмосферы, в которой преобладает водяной пар. На основе этого они разработали модель, которая объясняет происхождение субнептунов и суперземель.
Ученые предположили, что планетезимали, из которых сформировались небольшие планеты, родились в холодных регионах протопланетных дисков, и поэтому содержали значительное количество водяного льда. В дальнейшем эти тела мигрировали во внутреннюю, находящуюся ближе к родительской звезде, область диска. Исследователи отмечают, что в Солнечной системе широко распространены содержащие воду тела — например, Европа, Титан, Энцелад, Плутон — а те планетезимали, из которых сформировались Нептун и Уран, тоже, скорее всего, были насыщены водой.
Находясь рядом с сильным источником излучения — звездой — и испытывая парниковый эффект в атмосфере, богатые водой небольшие планеты могут сформировать сильно раздутую гидросферу в сверхкритическом состоянии, в котором исчезают различия между жидкой и газовой фазой. В результате их радиус больше, чем у похожих тел, которые находятся дальше от звезды и бедны водой. Интересно, что экзопланеты, которые точно отвечают массе и радиусу Нептуна, согласно разработанной модели могут быть соотнесены с океаническими планетами, которые содержат до 70 процентов воды в сверхкритическом состоянии — в зависимости от типа родительской звезды и расстояния от звезды до планеты.
Планетологи отметили, что разработанную ими модель можно усовершенствовать, если провести более детальный анализ атмосфер экзопланет, однако полагают, что наличие субнептунов с гидросферой в сверхкритическом состоянии представляет собой интересную альтернативу существующей концепции, в которой друг другу противопоставлены планеты земного типа и планеты-гиганты, богатые водородом и гелием.
Ранее мы рассказывали о том, как астрономы обнаружили «неправильный» субнептун и о том, как молодой горячий нептун мигрировал ближе к своей звезде.
Евгения Скареднева
Их погребения раскопали в Испании
Палеогенетики секвенировали ДНК почти 250 человек, которых похоронили на территории современной Испании во II–VIII веках нашей эры. Помимо того, что ученые выяснили, как менялся генетический ландшафт на Пиренейском полуострове во времена римского господства и в эпоху Великого переселения народов, они обнаружили родных брата и сестру, которые принадлежали к древней германской элите и были похороне…