Два мира, вращающиеся вокруг ближайшей звезды, могут состоять более чем наполовину из воды

Два мира, вращающиеся вокруг крошечной звезды в 218 световых годах от нас, по-видимому, не похожи ни на что из того, что есть в нашей Солнечной системе.

Экзопланеты названы Kepler-138c и Kepler-138d. Оба примерно в 1,5 раза больше радиуса Земли, и оба кажутся сырыми мирами, состоящими из густой паровой атмосферы и безумно глубоких океанов, окруженных каменно-металлической недрами.

«Раньше мы думали, что планеты которые были немного больше Земли, представляли собой большие шары из металла и камня, похожие на увеличенные копии Земли, поэтому мы назвали их суперземлями», – говорит астроном Бьорн Беннеке из Монреальского университета.

«Однако сейчас мы показали, что эти две планеты, Kepler-138c и d, совершенно различны по своей природе: большая часть всего их объема, вероятно, состоит из воды. Мы впервые наблюдаем планеты, которые можно уверенно идентифицированы как водные миры, тип планет, который, по теории астрономов, существует долгое время».

Недавний анализ другого мира показал, что это может быть водный мир, но последующие наблюдения быть нужным для подтверждения. По словам исследователей, их работа над двумя океаническими планетами Kepler-138 менее сомнительна.

Выяснение того, из чего состоят планеты за пределами нашей Солнечной системы (или экзопланеты), обычно требует немало детективной работы. Они очень далеко и очень тусклые по сравнению со светом звезд, вокруг которых они вращаются; прямые изображения очень трудно получить, и поэтому они очень редки и не показывают много деталей.

Состав экзопланеты обычно определяется по ее плотности, которая рассчитывается с использованием двух измерений, одно из которых взято из затмение (или прохождение) света звезды планетой, а другое — от радиальной скорости звезды или «колебания».

Количество звездного света, которое блокируется прохождением, говорит нам о размере экзопланеты, откуда получаем радиус. Радиальная скорость индуцируется гравитационным притяжением экзопланеты, которое рассматривается как регулярное, но очень небольшое расширение и сжатие длины волны света звезды по мере ее притяжения. Амплитуда этого движения может сказать нам, какую массу имеет экзопланета.

Зная размер и массу объекта, вы можете рассчитать его плотность.

Газообразный мир, подобный Юпитеру или даже Нептуна, будет иметь относительно низкую плотность. Каменистые миры, богатые металлами, будут иметь более высокую плотность. At 5,5 грамма на кубический сантиметр, Земля — самая плотная планета в нашем Солнечном Система; Сатурн имеет наименьшую плотность: 0,69 грамма на кубический сантиметр.

Транзитные данные показывают, что радиусы Kepler-138c и Kepler-138d в 1,51 раза больше земного, а измерения их соответствующих буксиров на Kepler-138 дают нам массу в 2,3 и 2,1 раза больше, чем на Земле соответственно. Эти характеристики, в свою очередь, дают нам плотность около 3,6 грамма на кубический сантиметр для обоих миров — что-то среднее между каменистым и газообразным составом.

Это довольно близко к ледяной луне Юпитера Европе, которая имеет плотность 3,0 грамма на кубический сантиметр. Так получилось, что он покрыт жидким глобальным океаном под ледяной оболочкой.

«Представьте себе увеличенные версии Европы или Энцелада, богатых водой спутников, вращающихся вокруг Юпитера и Сатурна, но гораздо ближе к своей звезде», — говорит астрофизик Кэролайн Пиоле из Университета Монреаля, руководившая исследованием. «Вместо ледяной поверхности Kepler-138c и d будут содержать большие оболочки из водяного пара».

Согласно моделированию команды, вода будет составлять более 50 процентов объема экзопланет, распространяясь вниз. на глубину около 2000 километров (1243 мили). Земные океаны, для контекста, имеют среднюю глубину 3,7 км (2,3 мили).

Но Kepler-138c и Kepler-138d намного ближе к своей звезде, чем Земля. Хотя эта звезда — небольшой холодный красный карлик, из-за такой близости две экзопланеты будут намного горячее, чем наш мир. Их орбитальные периоды составляют 13 и 23 дня соответственно.

Это означает, что океаны и атмосферы на этих мирах вряд ли будут очень похожи на наш океан, говорят исследователи.

» Температура в атмосферах Kepler-138c и Kepler-138d, вероятно, выше точки кипения воды, и мы ожидаем, что на этих планетах будет толстая, плотная атмосфера, состоящая из пара», — говорит Пиоле.

«Только при этом паровой атмосфере потенциально может быть жидкая вода под высоким давлением или даже вода в другой фазе, которая возникает при высоком давлении, называемой сверхкритической жидкостью».

Действительно, инопланетянин.

Исследование был опубликован в журнале Nature Astronomy.