stringtranslate.com

Планета Гисея

Художественное изображение планеты-гисеи.

Гицейская планета ( / ˈ h aɪ ʃ ən / HY -shən ) — гипотетический тип экзопланеты , которая имеет жидкий водный океан под богатой водородом атмосферой . Термин гицейская — это гибрид слов водород и океан .

Определение

Гицейская планета — гипотетический тип планеты с океанами жидкой воды под водородной атмосферой. [1] Наличие внеземной жидкой воды делает гицейские планеты перспективными кандидатами на обитаемость . [2] [3] [4] Обычно их считают крупнее и массивнее Земли . [5] По состоянию на 2023 год подтвержденных гицейских планет не обнаружено, но миссия «Кеплер» обнаружила множество кандидатов. [2]

История

Термин «гицеанские планеты» был придуман в 2021 году группой исследователей экзопланет в Кембриджском университете как сочетание слов «водород» и «океан», используемое для описания планет, которые, как считается, имеют большие океаны и богатые водородом атмосферы. Гицеанские планеты, как полагают, распространены вокруг красных карликовых звезд и считаются перспективным местом для поиска жизни за пределами Земли. Термин был впервые использован в статье, опубликованной в The Astrophysical Journal 31 августа 2021 года. [3]

Жизнь на гицеевых планетах, вероятно, будет полностью водной. [6] Их богатый водой состав подразумевает, что они могут иметь большие размеры, чем сопоставимые негицеевые планеты, что упрощает обнаружение биосигнатур . [7] Гицеевые миры могут быть исследованы на предмет биосигнатур с помощью наземных телескопов и космических телескопов, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST). [3] [8] В 2023 году JWST исследовал K2-18b и нашел доказательства как гицеевой атмосферы, так и присутствия диметилсульфида ─ потенциальной биосигнатуры.

Характеристики

Планеты Hycean могут быть значительно больше, чем предыдущие оценки для обитаемых планет, с радиусами, достигающими 2,6  R 🜨 (2,3  R 🜨 ) и массами 10  M E (5  M E ). [7] Более того, обитаемая зона таких планет может быть значительно больше, чем у планет земного типа. Температура планетарного равновесия может достигать 430 К (157 °C; 314 °F) для планет, вращающихся вокруг поздних М-карликов . [9] Однако масса и радиус сами по себе не определяют состав планеты, поскольку тела с одинаковой массой и радиусом могут иметь различные составы: данная планета может быть либо планетой Hycean, либо суперземлей. [10]

Такие планеты могут иметь множество различных составов атмосферы и внутренних структур. [7] Также возможны приливно-замкнутые «темные гицеевые» планеты (обитаемые только на стороне постоянной ночи) [11] или «холодные гицеевые» планеты (с незначительным излучением, сохраняющиеся в тепле за счет парникового эффекта ). [9] Темные гицеевые миры могут образовываться, когда атмосфера неэффективно переносит тепло с постоянной дневной стороны на постоянную ночную сторону, [12] таким образом, ночная сторона имеет умеренные температуры, в то время как дневная сторона слишком горячая для жизни. [13] Холодные гицеевые планеты могут существовать даже при отсутствии звезд, например, планеты-изгои . [13]

Хотя наличие воды может помочь им стать обитаемыми планетами , их обитаемость может быть ограничена возможным неконтролируемым парниковым эффектом . Водород реагирует на длины волн звездного света иначе, чем более тяжелые газы, такие как азот и кислород. Если планета вращается вокруг звезды, подобной Солнцу, на одной астрономической единице (а.е.), температура будет настолько высокой, что океаны закипят, а вода превратится в пар. Текущие расчеты определяют обитаемую зону, где вода останется жидкой, на расстоянии 1,6 а.е., если атмосферное давление аналогично земному, или на расстоянии 3,85 а.е., если оно более вероятно в десять-двадцать раз больше. Все нынешние кандидаты на роль гицеанских планет расположены в области, где будут кипеть океаны, и, таким образом, вряд ли будут иметь настоящие океаны жидкой воды. [2] Другим ограничивающим фактором является то, что рентгеновское и ультрафиолетовое излучение звезды (особенно активных звезд ) может разрушить молекулы воды. [11]

Функции

Планеты Hycean могут быть способны поддерживать внеземную жизнь, несмотря на то, что их свойства радикально отличаются от земных. Астрономы планируют использовать телескопы, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба, для поиска планет Hycean и узнать больше об их потенциальной пригодности для жизни. [16]

Кандидаты

К2-18б

Одной из таких планет-кандидатов является K2-18b , которая вращается вокруг слабой звезды с периодом около 33 дней. Эта планета-кандидат может иметь жидкую воду, содержащую значительное количество водорода в своей атмосфере, и находится достаточно далеко от своей звезды, так что она находится в пределах обитаемой зоны своей звезды . Такие планеты-кандидаты могут быть изучены на предмет биомаркеров . [17] [18] В 2023 году космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил углекислый газ и метан в атмосфере K2-18b, но не обнаружил большого количества аммиака . Это подтверждает гипотезу о том, что K2-18b действительно может иметь водный океан. Те же наблюдения также предполагают, что атмосфера K2-18b может содержать диметилсульфид , соединение, связанное с жизнью на Земле, хотя это еще не подтверждено. [19] Другая возможность заключается в том, что K2-18b — это лавовый мир с водородной атмосферой. [20]

Другие кандидаты

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Аб Мадхусудхан и др. 2021, с. 3
  2. ^ abc Sutter, Paul (2 мая 2023 г.). «Hycean exoplanets may not be able to support life after all». Space.com . Получено 5 мая 2023 г. .
  3. ^ abc Мадхусудхан и др. 2021, с. 3
  4. ^ Дэвис, Никола (30 августа 2021 г.). ««Мини-Нептуны» за пределами Солнечной системы вскоре могут дать признаки жизни — астрономы Кембриджа идентифицируют новый класс обитаемых экзопланет, который может ускорить поиск жизни». The Guardian . Получено 30 августа 2021 г.
  5. ^ Аб Мадхусудхан и др. 2021, с. 4
  6. ^ abc Мадхусудхан и др. 2021, с. 12
  7. ^ abc Мадхусудхан и др. 2023, с. 1
  8. ^ «Инопланетная жизнь может существовать на больших экзопланетах „Гикеи“». BBC News . 27 августа 2021 г. Получено 31 августа 2021 г.
  9. ^ Аб Мадхусудхан и др. 2021, с. 9
  10. ^ abcdefghijk Мадхусудхан и др. 2021, с. 6
  11. ^ Аб Мадхусудхан и др. 2021, с. 5
  12. ^ Мадхусудхан и др. 2021, с. 10
  13. ^ abc Мадхусудхан и др. 2021, с. 11
  14. ^ Гарго и др. 2011, Красный карлик
  15. ^ Петракконе, Луиджи (27 ноября 2023 г.). «Производство планетарной энтропии как термодинамическое ограничение обитаемости экзопланет». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 527 (3): 5550. doi : 10.1093/mnras/stad3526 .
  16. ^ Дарлинг, Дэвид. "Hycean planet". www.daviddarling.info . Получено 24 мая 2023 г. .
  17. ^ "Hycean Planets | StarDate Online". stardate.org . Получено 24 мая 2023 г. .
  18. ^ Пиаулет, Кэролайн; Беннеке, Бьёрн; Альменара, Хосе М.; Драгомир, Диана; Кнутсон, Хизер А.; Торнгрен, Дэниел; Петерсон, Меррин С.; Кроссфилд, Ян Дж. М.; М. -Р. Кемптон, Элиза; Кубышкина, Дарья; Ховард, Эндрю У.; Ангус, Рут; Айзексон, Ховард; Вайс, Лорен М.; Бейхман, Чарльз А.; Фортни, Джонатан Дж.; Фоссати, Лука; Ламмер, Хельмут; Маккалоу, П. Р.; Морли, Кэролайн В.; Вонг, Ян (февраль 2023 г.). «Доказательства богатого летучими веществами состава планеты радиусом 1,5 земного радиуса». Nature Astronomy . 7 (2): 206–222. arXiv : 2212.08477 . Bibcode :2023NatAs...7..206P. doi :10.1038/s41550-022-01835-4. ISSN  2397-3366. S2CID  254764810.
  19. ^ Ян, Изабель (8 сентября 2023 г.). «Уэбб обнаружил метан и углекислый газ в атмосфере K2-18 b». NASA . Получено 12 сентября 2023 г. .
  20. ^ Shorttle, Oliver; Jordan, Sean; Nicholls, Harrison; Lichtenberg, Tim; Bower, Dan J. (февраль 2024 г.). «Отличие океанов воды от магмы на мини-Нептуне K2-18b». The Astrophysical Journal Letters . 962 (1): L8. arXiv : 2401.05864 . Bibcode : 2024ApJ...962L...8S. doi : 10.3847/2041-8213/ad206e . ISSN  2041-8205.
  21. ^ abcdefghij Pierrehumbert, Raymond T. (1 февраля 2023 г.). «The Runaway Greenhouse on Sub-Neptune Waterworlds». The Astrophysical Journal . 944 (1): 20. arXiv : 2212.02644 . Bibcode : 2023ApJ...944...20P. doi : 10.3847/1538-4357/acafdf .
  22. ^ Пиаулет, Кэролайн; Беннеке, Бьёрн; Альменара, Хосе М.; Драгомир, Диана; Кнутсон, Хизер А.; Торнгрен, Дэниел; Петерсон, Меррин С.; Кроссфилд, Ян Дж. М.; М.-Р. Кемптон, Элиза; Кубышкина, Дарья; Ховард, Эндрю У.; Ангус, Рут; Айзексон, Ховард; Вайс, Лорен М.; Бейхман, Чарльз А.; Фортни, Джонатан Дж.; Фоссати, Лука; Ламмер, Хельмут; Маккалоу, П. Р.; Морли, Кэролайн В.; Вонг, Ян (15 декабря 2022 г.). «Доказательства богатого летучими веществами состава планеты радиусом 1,5 Земли». Nature Astronomy . 7 (2): 206–222. arXiv : 2212.08477 . Bibcode : 2023NatAs...7..206P. doi : 10.1038/s41550-022-01835-4. S2CID  254764810.
  23. ^ Филлипс, Каприс Л.; Ван, Цзи; Эдвардс, Билли; Мартинес, Роми Родригес; Азнадкар, Ануша Пай; Гауди, Б. Скотт (2023). «Изучение потенциала Twinkle для раскрытия природы LTT 1445 Ab». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 526 (2): 2251–2264. doi : 10.1093/mnras/stad2822 .
  24. ^ Каваучи, К.; Мургас, Ф.; Палле, Э.; Нарита, Н.; Фукуи, А.; Хирано, Т.; Парвиайнен, Х.; Исикава, ХТ; Ватанабэ, Н.; Эспараса-Борхес, Э.; Кузухара, М.; Орелл-Мигель, Дж.; Кришнамурти, В.; Мори, М.; Кагетани, Т.; Цзоу, Ю.; Исогай, К.; Ливингстон, Дж. Х.; Хауэлл, SB; Крузе, Н.; Леон, JP де; Кимура, Т.; Кодама, Т.; Корт, Дж.; Курита, С.; Лаза-Рамос, А.; Люке, Р.; Мадригал-Агуадо, А.; Миякава, К.; Морелло, Дж.; Нисиуми, Т.; Родригес, ГЭФ; Санчес-Бенавенте, М.; Стангрет, М.; Тенг, Х.; Терада, Ю.; Гнилка, КЛ; Герреро, Н.; Харакава, Х.; Ходапп, К.; Хори, Ю.; Икома, М.; Джейкобсон, С.; Кониси, М.; Котани, Т.; Кудо, Т.; Курокова, Т.; Кусакабе, Н.; Нисикава, Дж.; Омия, М.; Серидзава, Т.; Тамура, М.; Уэда, А.; Виевард, С. (1 октября 2022 г.). «Подтверждение и исследование атмосферы субнептунового TOI-2136b вокруг ближайшего карлика M3». Астрономия и астрофизика . 666 : А4. arXiv : 2202.10182 . Бибкод : 2022A&A...666A...4K. дои : 10.1051/0004-6361/202243381. ISSN  0004-6361. S2CID  247011479.

Источники

Внешние ссылки