Планета-океан

Возможный вид планеты-океана с двумя спутниками.

Планéта-океáн — гипотетическая разновидность планет, состоящих преимущественно изо льда и скалистых пород и металлов (приблизительно в равных пропорциях по массе для упрощения модели).^[1] В зависимости от расстояния от родительской звезды, возможно целиком покрыты океаном жидкой воды глубиной около 100 км.^[1]

История открытия

Сравнение размеров планет с различным химическим составом в зависимости от массы. (см. Водные планеты)^[2]

Первоначально предположение о существовании такого типа планет было сделано Дэвидом Стивенсоном из Калифорнийского технологического института. Затем эта теоретическая модель была развита командой Кристофа Сотена^[1] из Нантского университета и Марком Кюхнером^[3].

Процесс формирования

В последние годы было открыто множество экстрасолнечных планет — горячих юпитеров, то есть газовых гигантов, вращающихся на близкой орбите к своей звезде, где, в соответствии с современными представлениями об образовании и эволюции планетных систем, они просто не могли сформироваться. Было сделано предположение, что планеты могут уже после своего формирования мигрировать на более близкие к своей звезде орбиты, в том числе и в обитаемую зону.^[1]

Внутреннее строение планеты типа Планета-океан с массой 6—8 M_E.

Если в процессе формирования планетной системы формирующаяся на большом удалении от своей звезды протопланета достигает массы приблизительно в 10 земных масс, то она становится достаточно массивной, чтобы притягивать к себе водород и гелий и превращается, в конце концов, в газового гиганта. Планета чуть меньшей массы, приблизительно 6—8 земных масс, и не достигнувшая пороговой массы в 10 земных масс, оказывается состоящей преимущественно из льда и камней, как спутники планет-гигантов в Солнечной системе. Если такая планета оказывается с одной стороны достаточно массивной чтобы расчистить свою собственную орбиту вокруг звезды и не быть захваченной сформировавшимся неподалёку газовым гигантом, и с другой стороны недостаточно массивной, чтобы притягивать водород и гелий из газопылевого облака, в котором она формируется, то в итоге, в упрощённой модели,^[1] получается ледяная планета, состоящая приблизительно наполовину^[1] из льда и наполовину из твёрдых пород.^{[источник не указан 1122 дня]}

В процессе миграции, из-за мощных турбулентных возмущений которые могут возникать в протопланетарном газопылевом диске, вследствие чего орбита планеты может измениться,^[4] такая ледяная планета массой в 6—8^[1] земных масс может оказаться достаточно близкой к своей звезде для того, чтобы внешняя ледяная кора планеты расплавилась и планета оказалась полностью покрытой океаном жидкой воды глубиной в 72—133 км^[1]. Давление на дне такого океана, составляющее порядка 1—2 ГПа^[1] (10—20 тыс. атм.) является достаточным для формирования полиморфных модификаций льда, которые тяжелее жидкой воды и при таком давлении никогда не будут таять. Ниже будет располагаться твердая кора из льда различных модификаций толщиной около 4850 км^[5], и, наконец, твёрдое ядро радиусом около 7900 км, состоящее из каменной мантии толщиной 3500 км^[5] и металлического ядра радиусом в 4400 км^{[5][источник не указан 673 дня]}.

Возможность жизни

Для возникновения биологической жизни подобной земной, необходимо чтобы планета находилась в обитаемой зоне. Это позволило бы растаять прослойке льда на поверхности. Помимо этого, необходимы минералы, находящиеся в планетарной коре. У данного типа планет между слоем жидкой воды и корой находится толстый слой твёрдого льда, перекрывающий доступ к минералам. Последние, однако, могут быть занесены метеоритами и кометами.^[5]

Обнаруженные планеты этого класса

17 декабря 2009 года была открыта планета GJ 1214 b, которая благодаря своим характеристикам большинством астрономов была причислена к классу планета-океан. А в феврале 2012 года группа астрономов под руководством Захори Берта из Гарвард-Смитсонианского центра астрофизики подтвердили данную гипотезу. Они изучали атмосферу планеты во время её транзита по диску своей звезды при помощи телескопа Хаббл и пришли к выводу, что она состоит из густого водяного пара с небольшой примесью гелия и водорода. Однако учитывая довольно высокую температуру на поверхности планеты, по сравнению с земной (около 200 °C), учёные считают, что вода на планете находится в таких экзотических состояниях как «горячий лёд» и «супержидкая вода», которые не встречаются на нашей планете^[6].

Планета-океан в массовой культуре

«Видимая» планета-океан. Отличается неглубоким водным слоем, из-за чего возможно существование небольших островов, подобных тихоокеанским.

• Камино, Мон-Каламари и Манаан — планеты-океаны в Звёздных Войнах.
• Солярис — фантастический роман Станислава Лема, посвящённый взаимоотношениям людей будущего и разумного океана на планете Солярис.
• Безбрежное море — планета-океан из тетралогии «Песни Гипериона» Дэна Симонса, обильно населенная фауной, в том числе левиафанами, достигавшими в длину нескольких десятков километров.
• Планета-океан в фильме «Через тернии к звёздам».
• Планета Вода из сериала «Лексс».
• Родная планета главного героя псевдодокументального фильма «Далёкая синяя высь».
• В фильме «Водный мир» Земля представляет собой планету-океан, после таяния полярных льдов в результате глобального потепления.

См. также

• Гелиевая планета
• Железная планета
• Углеродная планета
• Водный гигант
• Глизе 581 c

Ссылки

• A New Family of Planets ? «Ocean Planets»  (англ.)
• Экзобиологи мечтают о «планетах-океанах»  (рус.)
• Бескрайние, бездонные планеты-океаны  (рус.)
• Под далекой звездой-водой  (рус.)

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9} A. Léger, F. Selsis, C. Sotin, T. Guillot, D. Despois, D. Mawet, M. Ollivier, A. Labèque, C. Valette, F. Brachet, B. Chazelas, H. Lammer. A new family of planets? “Ocean-Planets” (англ.) // Icarus : рец. науч. журнал. — 2004. — Т. 169. — № 2. — С. 499—504. — ISSN 0019-1035. — DOI:10.1016/j.icarus.2004.01.001 — arΧiv:astro-ph/0308324v1.
2. ↑ Bob Naeye. Scientists Model a Cornucopia of Earth-sized Planets  (англ.). НАСА (24 July 2009). — Научная модель: изобилие землеподобных планет. Архивировано из первоисточника 5 июня 2012. Проверено 5 марта 2012.
3. ↑ Marc J. Kuchner. Volatile-rich Earth-Mass Planets in the Habitable Zone (англ.) // The Astrophysical Journal : рец. науч. журнал. — 2003. — Т. 596. — № 1. — С. L105—L108. — ISSN 0004-637X. — DOI:10.1086/378397 — arΧiv:astro-ph/0303186v2.
4. ↑ КРУГОМ ВОДА: БЕСКРАЙНИЕ, БЕЗДОННЫЕ ПЛАНЕТЫ-ОКЕАНЫ  (рус.). Популярная механика (8 февраля 2007). — По материалам Physorg.Com (англ.). Архивировано из первоисточника 5 июня 2012. Проверено 5 марта 2012.
5. ↑ ^{1 2 3 4} Филипп Барро. Elles existent en théorie, on les verra peut-être: les planètes-océans font rêver les exobiologistes (Доступа нет!)  (фр.). Le Temps^[en] (25 novembre 2003). — Они существуют в теории: экзобиологи мечтают о «планетах-океанах» — Архивированный перевод (рус.) на сайте Inopressa.ru со ссылкой на Le Temps. Архивировано из первоисточника 5 июня 2012. Проверено 5 марта 2012.
6. ↑ Телескоп «Хаббл» подтвердил существование экзопланет - водных миров  (рус.). РИА Новости (21 февраля 2012). Архивировано из первоисточника 5 июня 2012. Проверено 5 марта 2012.