Астробиологи из Калифорнийского университета в Риверсайде провели моделирование, которое показало: для долгосрочного сохранения атмосферы каменистая планета должна быть не меньше Марса. Это существенно сужает список кандидатов на наличие жизни.

Что учитывала модель

Исследователи под руководством Мишель Хилл создали «Модель обитаемости планет меньше Земли» (Smaller Than Earth Habitability Model). Они симулировали судьбу атмосфер различных по размеру каменистых миров, находящихся в обитаемой зоне вокруг звёзд, похожих на Солнце.

Модель учитывала два главных процесса:

  • Потерю газа под действием звёздного ветра и излучения;
  • Пополнение атмосферы за счёт вулканической активности.

Вывод: чтобы атмосфера сохранялась миллиарды лет (достаточно для возникновения жизни), планета должна иметь диаметр не менее 80% от земного. Планеты размером с Марс (примерно 53% от Земли) находятся на грани — в благоприятных условиях они ещё могут удержать атмосферу, но более мелкие миры теряют газ слишком быстро.

Почему размер так важен

Маленькие планеты имеют:

  • Слабую гравитацию;
  • Более слабое магнитное поле;
  • Быстрее остывающую мантию, что останавливает вулканическую активность.

В результате вулканы не успевают восполнять потери газа.

Важные нюансы

Увеличение содержания углерода в мантии значительно повышает шансы на сохранение атмосферы — углекислый газ тяжёлый и труднее улетучивается. Планеты с более толстым слоем мантии и большим запасом радиоактивных элементов тоже лучше удерживают атмосферу.

Даже если планета изначально потеряла атмосферу, у неё может быть второй шанс: кометы и астероиды способны доставить новые летучие вещества (водород, кислород, углерод).

Что это значит для поиска жизни

Модель помогает астробиологам приоритизировать цели для наблюдений. Из тысяч экзопланет в обитаемых зонах теперь проще выбрать наиболее перспективные.

Вкратце

Учёные из Калифорнийского университета в Риверсайде выяснили, что для долгосрочного сохранения атмосферы каменистая планета должна быть не меньше Марса (минимум 60–80% диаметра Земли). Меньшие миры слишком быстро теряют газ из-за слабой гравитации и недостаточной вулканической активности. Это важный критерий при поиске потенциально обитаемых экзопланет. Работа опубликована в журнале The Planetary Science Journal.