Води на планетах біля інших зірок значно менше, ніж вважалося — учені

Води на поверхнях екзопланет — далеких планет за межами нашої Сонячної системи — набагато менше, ніж вважалося раніше. Тож екзопланети не мають товстих шарів води, як раніше припускали учені.

Про це свідчать результати нового дослідження міжнародної групи учених, повідомляє прес-служба Федеральної вищої технічної школи Цюриха (ETH Zurich, Швейцарія).

Зазначається, що у космосі багато планет, більших за Землю, але менших за Нептун. У нашій Сонячній системі такого класу планет немає, проте спостереження показують, що вони поширені в космічному просторі.

Дослідження показало, що поширене припущення, що такі «субнептуни» є водними світами, здатними підтримувати життя, є нереалістичним.

Вода на планетах набагато обмеженіша, ніж вважалося раніше, — наголошують учені.

Так, у квітні 2025 року у заголовки ЗМІ по всьому світу потрапила екзопланета K2−18b, що обертається навколо карликової зірки на відстані 124 світлових років від Землі. Тоді дослідники з Кембриджського університету повідомили, що планета K2−18b може бути морським світом з глибоким, глобальним океаном, що кишить життям.

Однак дослідження тепер показує, що так звані субнептуни, такі як K2−18b, навряд чи є світами, де домінує вода, і що умови там далеко не сприятливі для життя, — наголошує прес-служба ETH Zurich.

До цього часу вважалося, що деякі з цих планет здатні накопичувати особливо велику кількість води під час свого формування і тепер містять глибокі глобальні океани під багатою воднем атмосферою. Експерти називають їх планетами Hycean: комбінація слів «hydrogen» і «ocean».

Наші розрахунки показують, що цей сценарій неможливий, — наголошують учені.

Зазначається, що фундаментальним недоліком попередніх досліджень було те, що вони ігнорували будь-який хімічний зв’язок між атмосферою та внутрішніми частинами планети. У цьому дослідженні учені врахували таку взаємодію.

Дослідники припускають, що на ранній стадії свого формування субнептуни пройшли через фазу, в якій вони були покриті глибоким, гарячим океаном магми. Оболонка газоподібного водню забезпечила збереження цієї фази протягом мільйонів років.

Для цього дослідники використовували наявну модель, яка описує еволюцію планет за певний період часу. Вони поєднали її з новою моделлю, яка обчислює хімічні процеси, що відбуваються між газом в атмосфері та металами та силікатами в магмі.

Дослідники розрахували стан хімічної рівноваги 26 різних компонентів для загалом 248 планет-моделей. Комп’ютерне моделювання показало, що:

• хімічні процеси руйнують більшість H2O молекул води;
• водень (H) і кисень (O) приєднуються до металевих сполук, і вони значною мірою зникають у ядрі планети.

Незважаючи на те, що точність таких розрахунків має деякі обмеження, дослідники переконані в результатах.

Ми зосереджуємося на основних тенденціях і можемо чітко побачити в моделюванні, що планети мають набагато менше води, ніж вони спочатку накопичили, — наголошують учені. — Вода, яка фактично залишається на поверхні як H2O обмежується щонайбільше кількома відсоткам.

Згідно з розрахунками, немає далеких світів із масивними шарами води, де вода становить близько 50 відсотків маси планети, як вважалося раніше. Тому світи Hycean з 10−90 відсотками води дуже малоймовірні, — додають дослідники.

Таким чином, це ускладнює пошук позаземного життя — умови, сприятливі для життя, з достатньою кількістю рідкої води на поверхні, ймовірно, існують лише на менших планетах, які, ймовірно, вдасться зафіксувати лише коли з’являться космічні обсерваторії кращі, ніж наявний космічний телескоп «Джеймс Вебб».

Водночас це робить роль нашої Землі особливо цікавою — розрахунки показують, що найвіддаленіші планети мають подібний вміст води до нашої планети.

Земля, можливо, не така надзвичайна, як ми вважаємо. Принаймні, у нашому дослідженні вона видається типовою планетою, — зазначають учені.