Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
Журнал №192, сентябрь 2019
Журнал №70, июнь–август 2019
Это новый сайт National Geographic Россия. Пока мы работаем в режиме бета-тестирования.
Если у вас возникли сложности при работе с сайтом, напишите нам: new-ng@yasno.media
Космос

Насколько маленькой может быть пригодная для жизни планета?

13 сентября 2019
Antoine_de_Saint-Exupéry_-_Le_Petit_Prince_-_12 (1).jpg
И была бы жизнь на Европе, будь она поближе к Солнцу? Отвечают учёные Гарварда.

В «Маленьком принце», хрестоматийной повести Сент-Экзюпери, главный герой живёт на планете размером с дом. Небесное тело такое маленькое, что принц может любоваться закатом в любое время – нужно лишь передвинуть стул на несколько шагов.

На самом деле столь крохотные небесные объекты непригодны для нас и подобных нам существ. Почему? Чтобы на планете зародилась жизнь, на ней должна быть вода в жидком состоянии – и долго: примерно миллиард лет. Это возможно при следующих условиях:

во-первых, планета должна находиться на достаточном расстоянии от звезды (если слишком близко – будет горячо, а чересчур далеко – будет холодно);

во-вторых, планета должна быть достаточно массивной: иначе её притяжения не хватит, чтобы удержать атмосферу вокруг себя.

Всё кажется простым: внутренний край «обитаемой зоны» определяется тем, насколько близко планета может быть к звезде, прежде чем парниковый эффект приведет к испарению всей воды с поверхности. Но, как показал учёный Гарвардского университета Константин Арншайдт и его коллеги, этот критерий не подходит для малых планет с низкой гравитацией.

Парниковый эффект возникает, когда атмосфера поглощает больше тепла, которое она может излучать обратно в космос, предотвращая охлаждение планеты. 

Однако, если смоделировать такую ситуацию на планетах с радиусом и массой меньше земных, вырисовывается нечто важное: когда они нагреваются, их атмосфера расширяется наружу, становясь все больше и больше по сравнению с размером планеты. Эти большие атмосферы усиливают и поглощение, и излучение тепла, что позволяет планете лучше поддерживать стабильную температуру.

Исследователи обнаружили, что расширение атмосферы позволяет планетам с низкой гравитацией минимизировать парниковый эффект. В то же время существует предельно маленький размер планеты, на которых нет атмосферы: вода либо испарится, либо (как на кометах) замёрзнет.

Эта иллюстрация показывает нижнюю границу обитаемости с точки зрения массы планеты
Harvard SEAS Эта иллюстрация показывает нижнюю границу обитаемости с точки зрения массы планеты.

Так насколько мала может потенциально обитаемая планета? 

Исследователи обнаружили, что критическая масса – около 2,7 процента земной. Если объект меньше и легче, то его атмосфера исчезнет, ​​прежде чем наладится круговорот жидкости в атмосфере.

Для сравнения: масса Луны составляет 1,2 процента от земной массы, а масса Меркурия – 5,53 процента.

Учёные делали замеры в двух смоделированных звёздных системах со светилами разных типов: в одной – звезда G-типа (как наше Солнце), во второй – звезда M-типа (вроде красного карлика в созвездии Льва). Это нужно для эксперимента: ведь у разных звёзд – разная масса, яркость и температурa.

Исследователи раскрыли ещё одну давнюю загадку в Солнечной системе. Астрономы долго задавались вопросом, были бы пригодны для обитания ледяные спутники Юпитера – Европа, Ганимед и Каллисто – если бы получали больше солнечного тепла и света. Рассчёты показали: эти луны слишком малы, чтобы сохранить воду на повернохности. А значит, они попросту потеряли бы свои океаны, если бы находились ближе к Солнцу.