Исследователи из Калифорнийского университета создали вычислительную модель для оценки минимального размера, который должна иметь каменистая планета, чтобы удерживать атмосферу в течение миллиардов лет.
Пределы планетарной обитаемости
Результаты, недавно опубликованные в The Planetary Science Journal, показывают, что небесные тела меньше Марса испытывают большие трудности с сохранением этого газового слоя в течение достаточного времени для установления условий, благоприятных для возникновения жизни. Отсутствие стабильной атмосферы ставит под угрозу способность планеты поддерживать адекватные температуры и жидкую воду на поверхности, а также увеличивает ее восприимчивость к космической радиации, что делает среду менее благоприятной для жизни.
Модель STEHM и симуляции
Для изучения этого размерного предела ученые разработали Модель обитаемости меньших планет (Smaller than Earth Habitability Model, STEHM) — модель, которая моделирует эволюцию каменистых планет, подобных Земле, вращающихся вокруг звезд, сравнимых с Солнцем. Симуляции показывают, что при условиях, аналогичных земным, планета должна иметь примерно 80% радиуса Земли, чтобы сохранить свою атмосферу в течение миллиардов лет. Однако в более благоприятных сценариях, таких как богатое углеродом ядро или более высокая концентрация радиоактивных элементов, это требование может снизиться примерно до 60% планетарного радиуса.
Эта необходимость связана с балансом между потерей и восполнением атмосферных газов. Планеты меньшего размера имеют более слабую гравитацию, что облегчает потерю атмосферы. Одновременно их геологическая активность имеет тенденцию быстрее снижаться, что приводит к меньшему выбросу вулканических газов — процесса, необходимого для обновления атмосферы с течением времени.
Новый критерий в поисках жизни
Авторы предполагают, что эти результаты могут служить новым критерием фильтрации при выборе экзопланет для будущих наблюдений. В настоящее время многие цели выбираются в первую очередь из-за нахождения в обитаемой зоне своих звезд. Однако исследование подчеркивает, что размер планеты также должен учитываться, поскольку очень маленькие миры могут потерять свою атмосферу до достижения жизнеспособных условий для развития жизни.
Тем не менее, исследование указывает, что некоторые планеты могут приобрести атмосферу позже, например, в результате столкновений с астероидами. Таким образом, даже те, которые изначально теряют свои атмосферы, не должны быть немедленно исключены в качестве потенциальных мест обитания. Мишель Хилл, ведущий научный сотрудник исследования, подтверждает эту точку зрения. Следующие шаги команды включают адаптацию модели для анализа миров, вращающихся вокруг красных карликов и планет с синхронным вращением, с целью расширения знаний о том, какие экзопланеты заслуживают приоритета в будущих миссиях по исследованию космоса.
