Ученые Швейцарской высшей технической школы Лозанны в Цюрихе обнаружили, что недра экзопланет могут содержать больше воды, чем считалось ранее. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Ранее предполагалось, что экзопланеты в основном состоят из расплавленных магматических океанов и твердых мантий из силикатных пород, а океаны находятся в верхней части геосферы. Однако в новой работе было показано, что железные ядра планет способны поглощать значительное количество воды, при этом вода в ядре преобразуется в водород и кислород, а не остается в молекулярной форме.
Для изучения распределения воды исследователи использовали модели, основанные на физических законах, чтобы определить, как вода взаимодействует с расплавленными магматическими породами. Оказалось, что железные капли в магматическом океане функционируют как лифты, захватывающие воду и опускающие ее в ядро.
Таким образом, на массивных планетах вода может быть заключена в ядре в значительно больших количествах, чем считалось ранее. В некоторых случаях железо может поглощать до 70 раз больше воды, чем силикатные породы. Исследование также подтверждает, что большая часть воды на Земле может быть скрыта в недрах планеты в виде кислорода и водорода, а не на поверхности в океанах. По оценкам, в ядре может содержаться примерно 80 мировых океанов.
Долгое время считалось, что суперземли с глубоким океаном пригодны для развития жизни, пока не было показано, что на большой глубине под экстремальным давлением образуется слой экзотического льда, мешающий обмену жизненно важных веществ между мантией и океаном.
Однако новое исследование показывает, что планеты с глубокими океанами, вероятно, будут редким явлением, поскольку большая часть воды на суперземлях заключена в ядре. Поэтому даже планеты с относительно высоким содержанием воды могут быть подходящими для развития обитаемых условий, подобных земным.