Некоторые планеты TRAPPIST-1 могут быть водными мирами

На некоторых из семи планет земного плана системы TRAPPIST-1 столько воды, что любую скрытую там жизнь может быть очень трудно обнаружить.

Новые оценки состава этих потенциально обитаемых миров показывают, что два из них содержат более половины воды по массе, сообщают исследователи 19 марта в Nature Astronomy. Земля, по сравнению, включает в себя менее 0,1% воды.

Планеты TRAPPIST-1 настолько водные, что большая часть воды, вероятно, даже не жидкая, а присутствует в виде льда, который  образуется под высоким давлением, говорит Кайман Унтерборн, экзогеолог из Университета штата Аризона в Темпе. Это изменило бы химию, происходящую на планете, таким образом, что любые признаки жизни будет сложно отличить от геохимических процессов.

ТРАППИСТ-1 — холодная звезда, удалена примерно на 39 световых лет от Земли. Начиная с открытия звездной системы в 2017 году, на ней был сделан основной акцент ученых, ищущих жизнь за пределами нашей солнечной системы, потому что некоторые из семи планет могут иметь необходимые условия для жизни. Планеты скорее каменистые, чем газообразные, и по крайней мере три из них находятся на таком расстоянии от звезды, которое допускает жидкую воду на поверхности.

Унтерборн и его коллеги использовали предыдущие оценки массы и диаметра планет TRAPPIST-1 для расчета плотностей миров. Затем команда использовала компьютерную программу для тестирования различных составов основных планетарных строительных блоков, чтобы определить, какие варианты будут давать планеты с такой плотностью.

Замороженная или жидкая вода менее плотная, чем каменистая скала, но более плотная, чем газ. Таким образом, менее плотная планета может иметь более высокую долю воды или газов по сравнению с более плотным, скалистым миром. Но Унтерборн не считает, что планеты ТРАППИСТ-1 достаточно массивны, чтобы удерживать большую атмосферу. Таким образом, команда пришла к выводу, что более низкие плотности в этой системе, вероятно, происходят из-за наличия воды.

Исследователи сосредоточились на четырех из семи планет, для которых у них были лучшие данные. Они обнаружили, что первая и вторая планеты карликовой звезды, вероятно, на 15 процентов состоят из воды, и они гораздо более водные, чем Земля.

Пятая и шестая планеты, находящиеся в обитаемой зоне, — содержат более половины воды — объем настолько большой, что одно только давление воды может заставить большую часть ее превратиться в форму льда, говорит Унтерборн. По его оценкам, на пятой планете, TRAPPIST-1f, жидкая вода простирается примерно на 200 километров в глубину — это примерно в 20 раз глубже, чем Марианская впадина на Земле. Под ней, почти 2300-километровый слой льда простирается почти на полпути к центру планеты.

Такие оценки содержания воды могут очень осложнить шансы найти жизнь на любой из планет TRAPPIST-1, если она вообще существует. Толстое покрытие льда и воды может влиять на некоторые из геологических процессов, которые, по крайней мере на Земле помогают регулировать температуру планеты в течение длительных периодов времени. Если это так, это может стать препятствием для развития жизни.

Столько воды может также замедлить или остановить движение «строительных блоков жизни», таких как углерод и фосфор (основа ДНК), в океаны. Это может затруднить нам определить, являются ли определенные молекулы в воде намеками на присутствие живых организмов или просто побочными продуктами геологических процессов.

Все это не исключает жизнь, говорит Кайман Унтерборн, но это затрудняет ее поиск.

Больше информации: C. Unterborn et al. Inward migration of the TRAPPIST-1 planets as inferred from their water-rich compositions. Nature Astronomy. March 19, 2018. doi:10.1038/s41550-018-0411-6.