Науковці з’ясували, яким має бути мінімальний розмір планети, щоб вона могла утримати атмосферу достатньо довго для виникнення життя. Відповідь виявилась конкретною: 0,8 радіуса Землі. Обʼєкти, менші за цю межу, практично приречені залишитись мертвими кам’яними тілами.
Модель для маленьких планет
Дослідники з Каліфорнійського університету в Ріверсайді розробили модель придатності для життя планет, менших за Землю STEHM (Smaller Than Earth Habitability Model), що описує, як розмір обʼєкта впливає на збереження її атмосфери.
Вони розглянули планети від 0,5 до 1,0 радіуса Землі й відстежили, як довго кожна може утримувати газову оболонку. Результат показав чіткий поріг між 0,7 і 0,8 радіуса Землі.
Два бар’єри
Перший бар’єр очевидний: слабша гравітація. Менша маса планети означає нижчий гравітаційний поріг і високоенергетичні частинки атмосфери просто «витікають» у космос — через процес, відомий як втеча Джинса.
Другий бар’єр — охолодження надр. Що менша планета, то більша її відносна площа поверхні — співвідношення площі до об’єму. Тепло розсіюється швидше, кам’яна оболонка (літосфера) товщає і блокує вулкани. Без вулканічної активності зникає основний механізм поповнення газової оболонки.
Що відбувається з дуже маленькими планетами
Менші за 0,7 радіуса Землі неминуче втрачають атмосферу під дією ультрафіолетового та рентгенівського випромінювання материнської зорі. Для прикладу: тіло в 0,6 радіуса утримає газову оболонку лише близько 400 млн років, а в 0,5 радіуса — лише 30 млн.
Водночас планети розміром від 0,8 радіуса Землі зберігають свою атмосферу впродовж мільярдів років.
Виняток із правила
Маленька планета може «обманути» цей сценарій лише у трьох рідкісних випадках. Великий запас вуглецю, який підтримує щільну атмосферу, тому що важкі молекули CO2 краще чинять опір розсіюванню. Майже відсутнє ядро — означає більший об’єм мантії й довший вулканічний ресурс. Та «холодний старт» — коли надра розігріваються повільно, атмосфера формується поступово і материнська зоря встигає послабити жорстке випромінювання раніше, ніж газова оболонка стає вразливою. Але всі три варіанти трапляються вкрай рідко.
Для пошуку позаземного життя це означає просте правило: концентруватись на екзопланетах від 0,8 радіуса Землі й більше. Все, що менше за цю межу, з великою ймовірністю є безповітряною скелею.
Джерело: universetoday.com
