e-rukovodstvo.ruПланеты живут миллионы лет и постоянно меняются. И их атмосферы тоже. При формировании Солнечной системы Земля была покрыта слоем водорода и гелия. Но теперь наша атмосфера состоит из кислорода и углекислого газа. Наблюдения за экзопланетой натолкнули ученых и на другую мысль: планеты могут терять и строить несколько атмосфер. И наша Земля могла поступить точно так же.
Визуализация атмосферы
Пока у человечества нет технологий, позволяющих наблюдать за тем, что происходит на далеких от нас экзопланетах. Задача усложняется, если перед нами молодая и маленькая планета, которая находится на значительном расстоянии от звезды, вокруг которой она вращается. Но, ориентируясь на историю Земли, мы можем приблизительно понять, что происходит с ее атмосферой.
Для этого ученые наблюдают за экзопланетой, пытаясь поймать небольшой процент света, который проходит через ее атмосферу. Он взаимодействует с молекулами, входящими в ее состав. Именно по ним и можно визуализировать атмосферу. Конечно, полученную информацию нельзя назвать сверхточной. Но эти данные все же позволяют сделать интересные выводы.
Наблюдения за молодой экзопланетой
Именно так ученые сейчас наблюдают за экзопланетой GJ 1132 b. Она удалена от Земли на 40 световых лет и вращается вокруг красного карлика. По размеру она похожа на нашу планету, но при этом в 1,5 раза тяжелее. GJ 1132 b находится очень близко к родной звезде, поэтому совершает оборот вокруг нее всего за 1,6 дня. Из-за этого температура на экзопланете чрезвычайно высокая.
Температура на поверхности GJ 1132 b настолько высока, что ее атмосфера теряет около 10 000 кг своей массы каждую секунду. Раньше ее родная звезда источала еще больше тепла. Это значит, что экзопланета потеряла бы всю атмосферу много миллионов лет назад. Теоретически за время своего существования, по оценкам ученых, на поверхности GJ 1132 b могло сгореть топливо, масса которого превышала вес планеты в 5 раз. Если бы это случилось на самом деле, от нее осталось бы только раскаленное ядро.
Как планета воссоздает свою атмосферу?
Но GJ 1132 b сохранила свою атмосферу. Как это возможно? Может быть, планета могла сформироваться на удаленном расстоянии от родной звезды. Температура там была ниже, а значит, и атмосфера не сгорала так быстро. Затем планета каким-то образом переместилась ближе к красному карлику.
Но у ученых есть другое объяснение: экзопланета никуда не перемещалась. Просто после потери первой атмосферы GJ 1132 b создала себе новую.
Когда планета только формируется, на нее поверхности содержится много огненной магмы, выделяющей водород. Этот элемент становится основой и ее атмосферы — так было и с Землей. Сейчас водород находят и в молекулах, которые ученые ловят на GJ 1132 b. Это значит, что ее поверхность может быть полностью покрыта океаном магмы.
Вулканизм мог создать атмосферу Земли
Когда планета остывает, магма начинает затвердевать. А водород оказывается замурованным в ловушке под твердой корой. Так происходило и с Землей. Но под воздействием приливных сил кора может становиться тонкой и гибкой. Это провоцирует активный, но крупномасштабный вулканизм. Таким образом, сейчас водород появился на GJ 1132 b из-за взрыва множество вулканов, которые и сформировали ее новую атмосферу.
Аналогичный процесс мог происходить на Земле, когда она только начала остывать. Кора была слишком тонкой, поэтому магма, выбрасываемая вулканами, уничтожила старую атмосферу и построила новую. Скорее всего, потом она снова видоизменилась, иначе бы жизнь на Земле просто не зародилась бы. По каким-то причинам водород был вытеснен или сменен кислородом. Возможно, Земля создала еще одну новую атмосферу.
Сейчас ученым предстоит доказать, что у Земли могло быть несколько атмосфер. А это сделать это при минимальных знаниях о космосе в данный момент очень и очень сложно. Сначала астрономы планируют отыскать вторые атмосферы на других экзопланетах.
