Главное — ядро: геологические критерии пригодности планеты для жизни

До сих пор поиск потенциально обитаемых экзопланет основывался исключительно на их положении в так называемой «зоне Златовласки» или «зоне обитаемости». Речь идет об условной области, находящейся не дальше и не ближе, а ровно на таком расстоянии от звезды, чтобы температура на поверхности планеты земного типа позволяла существовать воде в жидком состоянии.

Однако пригодность планеты для жизни определяется совокупностью многих факторов. Исходя из этого, группа астрономов и астрофизиков во главе с Бенджамином Фарси из Мэрилендского университета (США) предложила другой подход к поиску обитаемых миров — чтобы оценить вероятность наличия на планете жизни, следует изучить, как она образовалась.

Пока это технически невозможно, но в случае реализации в ближайшие десятилетия проекта NASA Обсерватория обитаемых миров (Habitable Worlds Observatory, HWO) ситуация может измениться. HWO — это проект инфракрасного, оптического и ультрафиолетового космического телескопа, специально разработанного для поиска и изучения потенциально обитаемых экзопланет.

«Охотник за планетами», как называют HWO, возможно, сможет получить представление о том, как формировалась экзопланета, основываясь на поддающихся измерению величинах. Фарси и его коллеги заранее указали «охотнику за планетами», куда и на что ему смотреть — ученые описали четыре ключевых фактора, которые закладываются на ранних этапах формирования планеты, и определяют ее способность стать в будущем средой обитания для сложной жизни.

Что делает планету пригодной для жизни?
Общий состав
Планеты земного типа в основном состоят из магния, железа, кремния и кислорода.

Летучие вещества
Второй фактор — изобилие летучих веществ, которые являются ключевыми компонентами жизни: углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора и серы.

Размер ядра
Третий фактор — размер ядра, который закладывается на ранних этапах формирования планеты и зависит от присутствия там в этот период летучего кислорода. Кислород окисляет железо, в результате чего образуется оксид железа. Именно баланс между чистым железом и оксидом железа определяет размер ядра. Чистое железо, как правило, опускается вниз, увеличивая ядро, в то время как оксид
железа попадает в мантию, уменьшая его.

Ядро — один из основных факторов обитаемости планеты, поскольку от него зависит одна из важнейших защитных характеристик, магнитное поле. Большое ядро создает сильное магнитное поле, которое защищает жизнь на поверхности планеты от смертоносного излучения звезды.

Таким образом, появляется новый тип «зоны Златовласки», отмечают ученые: планета должна иметь достаточно малое количество летучих веществ, в частности кислорода, для образования большого металлического ядра, но при этом достаточное их количество для дальнейшего развития жизни.

Слишком мало летучих веществ — и планета превратится в Меркурий, ядро которого занимает 85% его размера и создает сильное магнитное поле, но при этом поверхность представляет собой бесплодную пустыню. Слишком много летучих веществ — и планета превратится в Марс, у которого много летучих веществ, но ядро настолько мало, что его магнитное поле на протяжении миллиардов лет не защищало его, что также превратило нашего соседа в бесплодную пустыню.

Радиоактивные элементы
И, наконец, последним фактором, определяющим пригодность планеты для жизни на ранних этапах ее жизненного цикла, является «тепловой двигатель», то есть наличие механизма, разогревающего ее мантию. Это чаще всего происходит за счет присутствия в ядре трех радиоактивных элементов — калия, тория и урана.

Но пока Вселенная молчит и мы не знаем, что было бы хуже: дальше слышать эту тишину или найти наконец подтверждение, что мы здесь не одиноки.

Источник: Vokrugsveta..