Ученые наблюдали далекую планету, которая могла быть полностью покрыта глубоководным океаном, и сделали выводы, которые продвинули поиск пригодных для жизни условий за пределами Земли, пишет The Guardian.
Наблюдения, проведенные космическим телескопом Джеймса Уэбба НАСА (JWST), выявили водяной пар и химические признаки метана и углекислого газа в атмосфере экзопланеты, которая в два раза больше радиуса Земли и находится на расстоянии около 70 световых лет. По мнению исследователей из Кембриджского университета, эта химическая смесь соответствует водному миру, где океан покрывал бы всю поверхность, и богатой водородом атмосфере, хотя они и не предполагают приятного, манящего морского пейзажа.
“Температура океана может достигать 100 градусов [по Цельсию] или больше”, - сказал профессор Никку Мадхусудхан, руководивший анализом. При высоком атмосферном давлении такой горячий океан все еще может быть жидким, “но неясно, будет ли он пригоден для жизни”, добавил он.
Эта интерпретация поддерживается в статье, опубликованной в журнале Astronomy and Astrophysics Letters, но оспаривается канадской командой ученых, которая провела дополнительные наблюдения за той же экзопланетой, известной как TOI-270 d. Они обнаружили те же химические вещества в атмосфере, но утверждают, что планета была бы слишком горячей для жидкой воды – возможно, 4000 градусов по Цельсию – и вместо этого имела бы скалистую поверхность, покрытую невероятно плотной атмосферой из водорода и водяного пара.
Какая бы точка зрения ни победила, эти последние наблюдения демонстрируют потрясающие открытия телескопа Джеймса Уэбба о природе планет за пределами нашей Солнечной системы. Телескоп улавливает звездный свет, который был отфильтрован через атмосферы вращающихся планет, чтобы получить подробную информацию о присутствующих химических элементах. Исходя из этого, астрономы могут составить картину условий на поверхности планеты – и вероятности того, что жизнь сможет там выжить.
Доказательства существования океана TOI-270 d основаны на отсутствии аммиака, который, по прогнозам фундаментальной химии, должен присутствовать естественным образом в атмосфере, богатой водородом. Но аммиак хорошо растворим в воде, и поэтому его содержание в атмосфере было бы истощено, если бы внизу был океан. “Одна из интерпретаций заключается в том, что это так называемый ”гицианский" мир - с водяным океаном под богатой водородом атмосферой", – отмечает профессор Мадхусудхан.
Условия на далекой планете сильно отличаются от земных. TOI-270 d замкнута в цикле приливов, что означает, что одна сторона постоянно обращена к своей звезде, а другая погружена в вечную тьму, создавая экстремальный температурный контраст.
“Океан был бы чрезвычайно горячим на дневной стороне. На ночной стороне потенциально могли бы быть условия, пригодные для жизни”, - говорит Мадхусудхан. Но там была бы давящая атмосфера с давлением, в десятки или сотни раз превышающим давление на поверхности Земли, и пар, поднимающийся над океаном. Воды, вероятно, достигают глубин от десятков до сотен километров, с морским дном, покрытым льдом высокого давления, а под ним находится скалистая сердцевина.
Профессор Бьерн Беннеке из Монреальского университета провел дополнительные наблюдения за планетой и ставит под сомнение гипотезу “гицианского мира”. “Температура, на наш взгляд, слишком высокая для того, чтобы вода была жидкой”, – сказал он, добавив, что атмосфера, по-видимому, содержит значительное количество водяного пара - слишком много для того, чтобы существование океана было правдоподобным. По оценкам Беннеке, температура на поверхности может достигать 4000°C, при этом вода находится в сверхкритическом состоянии, когда различие между жидкостью и газом становится размытым. “Это почти как густая, горячая жидкость”, - сказал он.
Обе команды обнаружили сероуглерод, который связан с биологическими процессами на Земле, но который также может быть получен из других источников. Однако не было обнаружено никаких признаков другой молекулы-биосигнала, диметилсульфида (DMS).
“Мы не можем связать сероуглерод с биологической активностью, - рассказывает Мадхусудхан. – В атмосфере, богатой водородом, его относительно легко получить. Но если мы сможем измерить эту уникальную молекулу, то это многообещающе, что в будущем мы сможем измерять пригодные для жизни планеты».
“Нам нужно быть чрезвычайно осторожными в том, как мы сообщаем о находках на объектах такого рода”, - добавил он. “Общественности легко ухватиться за идею о том, что мы уже обнаруживаем жизнь”.
Астроном доктор Джо Барстоу комментирует: “Спектры этих малых планет с помощью JWST действительно захватывающие, потому что это совершенно новые условия, для которых у нас нет эквивалента в Солнечной системе”.
Барстоу отмечает, что дальнейшие наблюдения, направленные на определение содержания водяного пара в атмосфере, помогут прояснить вероятность существования океана. “Это действительно увлекательно и действительно приятно, что две команды изучили один и тот же набор данных и пришли к одинаковому химическому составу”, - добавила она.
