dumaiУ сильно облучённых суперземель атмосфера может временно раздуваться
Компьютерная симуляция · ранние данные
Кратко
В компьютерных симуляциях для горячих суперземель с восстановленной мантией вулканы могут снова подпитывать атмосферу газами после начала её утраты. Из-за этого плотность планеты временно падает примерно до 60% от исходной на промежутке от нескольких сотен миллионов до 1 миллиарда лет после рождения планеты.
Зачем это знать?
Если такие следы когда-нибудь увидят у реальных планет, это поможет понять, что происходит у них внутри и как они формировались. Пока же это в первую очередь подсказка, какие признаки искать у близких к звезде суперземель.
Разбор
Авторы не просто посчитали, как планета теряет атмосферу под жёстким излучением звезды. Они связали это с тем, что происходит глубже — в мантии и магматическом океане, то есть в расплавленных и полурасплавленных слоях внутри планеты. В модели учитывали, какие газы выходят из недр, как быстро их сдувает поток частиц и как меняется состав атмосферы по мере того, как запас летучих веществ постепенно истощается.
Главная идея оказалась в том, что состав мантии сильно меняет сценарий. У более «восстановленной» мантии, бедной кислородом, сначала в атмосфере доминируют углеродсодержащие газы, а потом из расплава снова начинает поступать водород, связанный с водой в магме. Из-за этого атмосфера на время не только перестаёт сжиматься, но даже снова раздувается — отсюда и термин reflation, то есть повторное «надувание».
У более «окисленной» мантии всё идёт иначе: внутренняя химия лучше удерживает состав атмосферы, и её радиус меняется в одну сторону — постепенно уменьшается. Авторы также показали, что эффект reflation появляется не при любых условиях, а только если совпадают сразу несколько факторов: сильно облучённая планета, достаточно эффективная, но не слишком агрессивная потеря атмосферы, восстановленная мантия и большой запас воды в начале — примерно не меньше пяти земных океанов. Причём это временное раздутие происходит уже не сразу после рождения планеты, а спустя сотни миллионов лет — примерно до миллиарда лет — прежде чем атмосфера всё-таки окончательно выветрится.
Ключевые цифры
Можно ли доверять
Это статья в рецензируемом журнале ApJL, так что работу уже посмотрели другие учёные. Но это компьютерные симуляции, а не наблюдения реальных планет, поэтому выводы пока показывают возможный механизм, а не прямое измерение эффекта в природе.
- Это модельное исследование, а не наблюдательная проверка на реальных планетах.
- Результат зависит от условий в модели: степени восстановленности мантии, эффективности атмосферного уноса, высокой радиации и начального запаса воды ≳ 5 океанов Земли.
Пересказано ИИ по научной статье. Это научпоп, а не совет врача. Как это устроено