Модели неизвестных планет

Больше всего Марк Кучнер (Marc Kuchner), астроном, трудящийся на благо космического центра Годдарда (Goddard Space Flight Center), прославился, сообщив, что на свете могут существовать алмазные планеты. Что очень приятно — речь именно о твёрдых планетах. Позже был наложен запрет на алмазы в газовых гигантах, но, вообще-то, нам туда не надо.

А некоторое время назад Кучнер вместе с коллегами создал новую модель, которая давно известна по лемовскому (Stanislaw Lem) "Солярису" (Solaris), — модель планеты-океана, полностью состоящей из воды.

Занимаясь теоретическим конструированием небесных тел, учёный больше всего внимания уделяет твёрдым планетам. Желательно тем, которые больше всего будут походить на Землю. Он почти не занимается газовыми гигантами или неоднозначными объектами.

Однако, помимо астрономии, Марк занимается также и серьёзными делами. Однажды ночью он сидел в калифорнийской обсерватории, дожидаясь, когда облака на небе разойдутся и можно будет приступить к наблюдениям. Они никак не расходились, поэтому от нечего делать астроном пустился сочинять песни в стиле кантри — по крайней мере, так он рассказывает об этом на своём специальном сайте.

Однако науку он не стал забрасывать в дальний угол. И продолжил свои теоретические эксперименты с планетами. Если раньше Кучнер придумывал по одной планете за одно исследование, то теперь, собравшись с коллегами, он "наделал" внушительную кучу планет и даже установил кое-какие зависимости для них. Не иначе эффект Моцарта сказался.

Создание таких моделей — вовсе не игра. На первый взгляд, может показаться, что такие идеальные объекты, которые "выходят" из-под пера (или компьютерной клавиатуры?) учёного, не играют большой роли — ведь планеты с "чистым" составом вряд ли могут быть очень сильно распространены.

Художественное изображение планеты вроде Земли — обычной, не "супер". Не стоит слишком обольщаться: земные параметры вроде массы, состава, радиуса вовсе не гарантируют наличия жизни на ней (иллюстрация NASA/JPL).

Однако Марк уверен в том, что от его работы может быть большая польза. Ведь благодаря её результатам, например, можно предсказать, какие планеты возникнут в какой-нибудь части какого-нибудь протопланетного диска, где концентрируются какие-нибудь вещества.

В конце концов, среди планет других звёздных систем большинство оказывается газовыми гигантами. В своей недавней статье, которая скоро выйдет в "Астрофизическом журнале" (Astrophysical Journal), Марк Кучнер выразил надежду на то, что в поиске тел, более-менее похожих на Землю, помогут космические аппараты: запущенный недавно COROT и запланированные на скорое будущее Kepler да Gaia. А пока остаётся довольствоваться вычислениями.

Итак, на этот раз бригада исследователей в компании с Кучнером решила посмотреть, как будут сжиматься планеты, состоящие из разных материалов, под действием собственной гравитации.

Марк Кучнер и его усовершенствованный телескоп (фото Jennifer Nuzzo).

Одна из участниц исследования, Сара Сигер (Sara Seager) из Массачусетского технологического института (MIT) рассказала, что изученные твёрдые материалы сжимаются в целом одинаково — из-за некоторой схожести их структур. Однако когда давление достигает некоторого критического значения, что происходит, например, в глубоких слоях планеты, сжатие во многом зависит от вещества.

Как сообщают исследователи, планета, как и наша, состоящая в значительной части из силикатов, будет иметь диаметр порядка 12,8 тысячи километров. Однако диаметр планеты земной массы, но из железа, составит всего 4,8 тысячи километров. А вот если бы объект массой с Землю состоял из чистой воды, то величина этого параметра для него составила бы 15,3 тысячи километров.

Из этого, по словам Кучнера, следует, что теперь легче предсказать, какие планеты можно найти у определённых звёзд. Например, вокруг β Живописца находится протопланетный диск, в котором содержание углерода зашкаливает. А это говорит о том, что там наверняка будут формироваться алмазные планеты, содержащие также большие массы оксида углерода.

Кроме этого, учёным удалось выяснить некоторые особенности поведения твёрдых планет "увеличенного формата". Например, какого-нибудь супермеркурия или суперземли (об одной из суперземель, которая может быть обитаемой читайте в нашем материале), что могут существовать в другой звёздной системе.

Исследователи пришли к выводу, что особенности строения и состава гипотетических планет, созданных в моделях этой работы, могут во многом повлиять на особенности их атмосфер.

Например, что касается суперземли — очень крупной планеты с составом как у нашей, — то исследователи обнаружили, что у неё не должно быть заметной газовой оболочки. Так что на подобной "Земле" будет не очень-то "супер". Там вряд ли будет жизнь. Там вряд ли будет кантри…