Новые теоретические исследования показали, что одни из самых изолированных объектов во Вселенной — так называемые планеты-изгои, не связанные с какой-либо звездой, — могут обладать условиями, пригодными для существования жизни. Эти результаты меняют традиционные представления о том, где именно стоит искать обитаемые миры.
Что такое «одинокие» планеты
Планеты-изгои (или свободно плавающие планеты) — это объекты, которые не вращаются вокруг звезды, а движутся в межзвездном пространстве.
По современным оценкам, их может быть очень много — вплоть до десятков на каждую звезду в галактике.
Ранее такие миры считались полностью непригодными для жизни:
- отсутствует источник света и тепла;
- температура должна быть крайне низкой;
- атмосфера, если она есть, со временем должна разрушаться.
Однако новые модели показывают, что эти предположения могут быть неполными.
Как может сохраняться тепло без звезды
Ключевая проблема для любой планеты без звезды — отсутствие внешнего источника энергии.
Исследования предлагают два механизма, которые могут компенсировать это:
1. Приливное нагревание
Если у планеты есть спутники, гравитационные взаимодействия могут вызывать внутренний нагрев. Аналогичный процесс наблюдается, например, у спутника Юпитера Ио.
2. Атмосферное удержание тепла
Главное открытие связано с ролью водорода.
Модели показывают, что плотная атмосфера, состоящая преимущественно из водорода, способна эффективно удерживать тепло благодаря механизму, известному как collision-induced absorption (CIA).
Суть процесса:
- молекулы водорода при высоком давлении взаимодействуют друг с другом;
- в результате они начинают поглощать инфракрасное излучение;
- тепло не уходит в космос, а накапливается в атмосфере.
Возможность существования жидкой воды
Расчёты показывают, что при достаточной плотности атмосферы температура на поверхности может оставаться на уровне, позволяющем существование жидкой воды.
Более того, такие условия могут сохраняться в течение очень длительного времени — до нескольких миллиардов лет.
Это принципиально важно, поскольку именно жидкая вода рассматривается как одно из базовых условий для возникновения жизни.
Роль спутников (экзолун)
Особое внимание уделяется не только самим планетам, но и их спутникам.
Если у планеты-изгоя есть крупная луна, она может:
- получать дополнительное тепло за счёт приливных сил;
- обладать собственной атмосферой;
- поддерживать стабильные условия на поверхности.
Таким образом, потенциально обитаемой может быть не сама планета, а её спутник.
Почему прежние модели не работали
Ранее ученые рассматривали в основном атмосферы, богатые углекислым газом (CO₂).
Однако оказалось, что:
- при высоком давлении CO₂ склонен к конденсации;
- это снижает его способность удерживать тепло;
- атмосфера становится менее эффективной.
Водород, напротив, сохраняет газообразное состояние и обеспечивает более стабильный парниковый эффект.
Какие модели использовались
Для оценки условий на таких планетах применялись сложные вычислительные модели:
- радиационные модели переноса энергии (например, HELIOS);
- химические модели атмосферы (например, GGchem).
Они позволили рассчитать:
- температурные профили атмосферы;
- химический состав;
- устойчивость условий во времени.
Ограничения исследований
Несмотря на важность результатов, модели имеют ряд ограничений:
- не учитывается влияние водяного пара;
- предполагается упрощённая гравитационная структура;
- отсутствует полноценное моделирование облаков и атмосферной динамики.
Это означает, что выводы требуют дальнейшей проверки.
Как это меняет поиск жизни
Традиционный подход к поиску жизни основан на концепции «обитаемой зоны» — области вокруг звезды, где возможно существование жидкой воды.
Новые результаты показывают, что:
- наличие звезды не является обязательным условием;
- пригодные для жизни условия могут возникать и в межзвездном пространстве;
- количество потенциально обитаемых миров может быть значительно больше.
Это расширяет границы астробиологии и меняет критерии отбора объектов для наблюдений.
Связь с современными открытиями экзопланет
На сегодняшний день известно более 6000 экзопланет, и ученые уже выделяют десятки наиболее перспективных кандидатов для поиска жизни.
Однако новое направление исследований показывает, что часть потенциально обитаемых объектов может вообще не входить в эти списки, поскольку они не связаны со звездами и труднее обнаруживаются.
Почему такие объекты сложно обнаружить
Планеты-изгои практически невидимы:
- они не освещаются звездой;
- не дают транзитных сигналов;
- не вызывают заметных колебаний светимости.
Их обнаружение возможно в основном косвенными методами, например через гравитационное микролинзирование.
Значение для науки
Результаты исследования имеют несколько ключевых последствий:
- расширяется список потенциально обитаемых объектов;
- пересматриваются критерии «жизнеспособности» планет;
- появляется новое направление исследований — изолированные планетные системы.
Также это усиливает интерес к изучению экстремальных условий, в которых может существовать жизнь.
Итог
Исследование показывает, что даже самые изолированные и холодные регионы Вселенной могут быть потенциально пригодны для жизни.
Планеты, не имеющие звезды, больше не рассматриваются как полностью «мертвые» миры. При наличии плотной водородной атмосферы и внутренних источников энергии они способны поддерживать условия, близкие к земным, на протяжении миллиардов лет.
Это радикально расширяет представления о том, где именно во Вселенной может существовать жизнь.
Источники:
Статья создана по материалам Space.com
