Алмазные планеты непригодны для жизни
Так что, если следовать логике, богатые углеродом миры должны быть экзотическими планетами с выступающими из поверхности алмазными пиками или слоями гравия из алмазной крошки, блестящей в свете звёзд. Однако теоретические модели этих углеродных миров показали учёным, что такие места, скорее всего, совершенно непригодны для жизни.
В исследовании, представленном на встрече Департамента планетных наук Американского астрономического общества, Торренс Джонсон (Torrence Johnson) из Лаборатории реактивного движения NASA, выделил основные проблемы, с которой жизнь в известном нам понимании должна столкнуться в богатых углеродом планетных системах.
«Строительными блоками для наших океанов стали ледяные астероиды и кометы, - сказал он. - Но планеты, вращающиеся вокруг богатых углеродом звёзд, абсолютно сухи». По мнению Джонсона и его коллег, основная проблема заключается в том, что избыточный углерод, находящихся в подобных протопланетных системах, «поглощает» кислород, препятствуя его вступлению в химические связи с водородом.
Общеизвестно, что ключевым веществом для жизни на Земле является вода H2O: два атома водорода плюс один атом кислорода. А в этом сценарии возможность образования жизни пресекается на корню.
«По иронии судьбы, если углерода, который также является основным элементом жизни, становится слишком много, он начинает "красть" кислород, который может образовывать воду, столь необходимую для жизни в привычном нам понимании, - говорит соавтор исследования Джонатан Лунайн (Jonathan Lunine) из Корнельского университета. - Мы принимаем как данность воду на нашей планете и во всей Солнечной системе, но далеко не все планеты созданы равными».
Наше Солнце некогда было сформировано в ходе гравитационного коллапса из огромного облака, насыщенного газом и пылью. Оно в свою очередь появилось из старшего поколения звёзд, которые взорвались как сверхновые миллиарды лет назад. Но так получилось, что соотношение углерода и кислорода в этом звёздном газе было таким, что повлекло за собой образование богатых силикатами миров, подобных Земле и не похожих на богатые углеродом планеты, с необходимым количеством ледяной воды за пределами снеговой линии Солнечной системы.
Снеговой линией называется расстояние, на котором вещества замерзают и накапливаются. Астероиды и кометы, обеспечившие изобилие воды в этом регионе, считаются источником жидкой воды океанов на Земле. В тех же системах, где соотношение углерода и кислорода варьируется, чтобы способствовать образованию богатых углеродом миров, воде так и не удаётся сформироваться. В подобных системах за пределами снеговой линии нет никакого снега.
Это создаёт существенные затруднения в поисках обитаемых экзопланет. Возможно, что кандидат на звание «Земля 2.0» обладает теми же размерами, находится на таком же расстоянии от своей звезды в пределах обитаемой зоны (области, где не слишком жарко и не слишком холодно для того, чтобы на поверхности планеты могли появиться резервуары с жидкой водой). Но, если эти планеты богаты углеродом, они не будут обитаемыми.
«Так называемые алмазные планеты размером с Землю, если они существуют, будут совершенно чужды нам: безжизненные, лишённые океанов пустынные миры,» - заключает Лунайн.
Научная статья астрономов опубликована в издании Astrophysical Journal.