Вода - признак возможной жизни. Слишком много воды может помешать нам ее найти
На некоторых из семи планет TRAPPIST-1, размером с Землю, так много воды, что любую жизнь, скрывающуюся там, может быть трудно обнаружить.
Новые оценки состава этих потенциально обитаемых миров предполагают, что два из них более чем наполовину состоят из воды по массе, сообщают исследователи 19 марта в журнале Nature Astronomy. Земля, для сравнения, содержит менее 0,1 процента воды.
Планеты TRAPPIST-1 настолько влажные, что большая часть воды, вероятно, даже не жидкая, а лед, образовавшийся под высоким давлением, говорит Кайман Унтерборн, экзогеолог из Аризонского государственного университета в Темпе. Это изменило бы химию, происходящую на планете, таким образом, что любые признаки жизни было бы сложно отличить от геохимических процессов.
TRAPPIST-1 - холодная тусклая звезда, расположенная примерно в 39 световых годах от Земли. С момента открытия звездной системы в 2017 году она была в центре внимания ученых, ищущих жизнь за пределами нашей Солнечной системы, потому что некоторые из семи планет могут иметь подходящие условия для жизни (SN: 23.12.17, стр. 25). Они скорее каменистые, чем газообразные, и по крайней мере три из них находятся на расстоянии от звезды, на котором может находиться жидкая вода.
Унтерборн и его коллеги использовали предыдущие оценки массы и диаметра планет TRAPPIST-1 для расчета плотности планет. Затем команда использовала компьютерную программу для тестирования различных составов основных планетарных строительных блоков, чтобы определить, какие составы дадут планеты с такой плотностью.
Построить мир
Новые расчеты состава TRAPPIST-1f, пятой планеты от звезды, предполагают, что относительно тонкий слой воды (все еще намного глубже, чем что-либо найденное на Земле) уступает место льду VI и льду VII, две разные формы льда, которые могут образовываться под высоким давлением. Ученые предсказывают, что подо льдом находится слой перовскита из силиката магния (минералы, также встречающиеся в мантии Земли), а затем ядро из жидкого железа.
Замерзшая или жидкая вода менее плотна, чем горная порода, но более плотна, чем газ. Таким образом, менее плотная планета может иметь более высокую долю воды или газов по сравнению с более плотным и каменистым миром. Но Унтерборн не думает, что планеты TRAPPIST-1 достаточно массивны, чтобы удерживать большую часть атмосферы - вероятно, они уйдут в космос. Таким образом, команда пришла к выводу, что более низкие плотности в этой системе, вероятно, связаны с присутствием воды.
Исследователи сосредоточились на четырех из семи планет, для которых у них были лучшие данные. Исследователи обнаружили, что первая и вторая планеты карликовой звезды, вероятно, содержат менее 15 процентов воды по массе, что все же намного более влажно, чем Земля.
Пятая и шестая планеты, находящиеся в обитаемой зоне, более чем наполовину состоят из воды - объем настолько велик, что одно только давление воды может превратить большую ее часть в форму льда, говорит Унтерборн. По его оценкам, на пятой планете, TRAPPIST-1f, жидкая вода простирается примерно на 200 километров - примерно в 20 раз глубже, чем Марианская впадина на Земле. Ниже почти на полпути к центру планеты тянется почти 2300-километровый слой льда.
Эти оценки воды могут бросить мокрое одеяло на шансы найти жизнь на любой из планет TRAPPIST-1, если она вообще существует. Толстый слой льда и воды может нарушить некоторые геологические процессы, которые, по крайней мере на Земле, помогают регулировать температуру планеты в течение длительных периодов времени. Если да, то это может быть препятствием для того, чтобы жизнь закрепилась. Наличие такого количества воды может также замедлить или остановить движение строительных блоков жизни, таких как углерод и фосфор (основа ДНК), в океаны. Это может затруднить нам определение того, являются ли определенные молекулы в воде намеками на присутствие живых организмов или просто побочными продуктами геологических процессов.
Это не исключает жизни, говорит Унтерборн, но затрудняет поиск. Когда дело доходит до понимания того, как геологический состав планеты влияет на химические процессы, «подавляющее большинство имеющихся данных относится к одной планете, и она принадлежит нам», - говорит он. Система TRAPPIST-1 - это «этакая крайность химии каменистой планеты».
Обновленные оценки масс планет TRAPPIST-1 были опубликованы в феврале (SN Online: 05.02.18), и в этом исследовании эти цифры не используются, говорит Билли Куорлз, физик из Университет Оклахомы в Нормане, который не участвовал в исследовании. Согласно последним оценкам, планеты TRAPPIST-1 не такие влажные, как предсказывает это исследование. Но общий вывод о том, что на некоторых планетах воды гораздо больше, чем на Земле, остается верным, говорит он.