Радиоактивные металлы могут препятствовать формированию водных миров

Хотя мы склонны думать, что океаны Земли делают её водной планетой, в реальности доля воды в составе планеты весьма мала (она составляет всего 1/4310 часть по массе). И если взглянуть на Вселенную в целом, то вода в ней даже более распространена. Вода на некоторых экзопланетах может составлять до половины их массы! Так почему же некоторые планеты являются влажными, а некоторые другие весьма сухими? Ответом на этот вопрос может служить алюминий.

Автор новой работы в журнале «Nature Astronomy» Тим Лихтенберг говорит, что большая доля радиоактивного алюминия-26 может разогревать и высушивать крупные астероиды, имеющие 8-80 км в поперечнике (называемые планетезималями), которые сталкиваясь между собой формируют планету.

Положение и размер имеют значение

Все звёзды разогревают и высушивают окружающий их материал – от частичек пыли до планетезималей – на орбитах ближе линии называемой «снеговой линией». Дальше этой линии вода может сохраняться в процессе формирования планет, даже если в последствии она перемещается на орбиту ближе к своей звезде. Для примера, наша Земля сохранила воду, в то время как Марс потерял её большую часть. При этом они обе в данный момент находятся внутри снеговой линии.

Разогрев радиоактивным алюминием влияет только на объекты с размерами планетезималей – малые тела не имеют достаточного его количества, чтобы разогрев стал достаточно интенсивным. Планеты полноценных размеров могут удерживаться воду за счёт атмосферы, даже с учётом разогрева. Но алюминиевый нагрев влияет на все планетезимали в «несчастливом» диапазоне размеров, независимо от их положения относительно звезды.

Недостающая вода

Хорошим примером такой экзопланеты может являться TRAPPIST-1 – это каменистая планета, вращающаяся вокруг красного карлика. Она находится в обитаемой зоне, так что на ней может существовать вода. Исследователи до сих пор не знают всех деталей об этой звёздной системе, и Лихтенберг указывает на то, что неопределённости относительно других подобных систем также высоки. Но кажется, что вода составляет только 1% от их массы, что стало неожиданностью для всех планетологов. Красные карлики холоднее звёзд вроде Солнца, поэтому их снеговая линия проходит намного ближе к звезде, позволяя большому количеству ледяного материала сохраняться в протопланетных дисках. Так что если в такой ситуации у нас появляется недостача воды, то стоит спросить себя, почему?

TRAPPIST-1 является странной экзопланетой и по другой причине. Во всех планетарных системах более удалённые от звезды планеты движутся по более длинным орбитам, что позволяет им собирать больше льда в процессе формирования. Но это не соответствует тому, что мы видим в случае с TRAPPIST-1.

«Это говорит о механизме формирования широкого диапазона планет, который соответствует нашему механизму с алюминием-26», – говорит Лихтенберг.

Он поясняет, что пока нет доказательств того, что механизм разогрева радиоактивным алюминием являлся причиной недостатка воды на нашей планете и планете TRAPPIST-1: «Это пока что только метод, который может осушить нашу планетную систему. Но он довольно сильный».

Оригинал статьи: http://www.astronomy.com/news/2019/02/a-radioactive-metal-may-be-vital-for-building-water-worlds

Источник: m.vk.com