Экзопланета K2-18b, находящаяся в созвездии Льва, продолжает оставаться в центре внимания мирового астрофизического сообщества. Долгое время эксперты пытались определить природу этого субнептуна: является ли он «мини-нептуном» с массивной газовой оболочкой или относится к классу «гицеанов» — планет с водородной атмосферой, под которой скрывается глобальный жидкий океан. Недавнее исследование, проведенное группой астрофизиков под началом Такуи Фудзисавы, предоставило веские аргументы в пользу гицеанской концепции.
Для верификации своих предположений ученые задействовали многофакторный научный инструментарий, включающий одномерное фотохимическое моделирование, вычисления радиационно-конвективного равновесия и детальный анализ спектров пропускания. В основу модели легла гипотеза о существовании водородно-метановой атмосферы с примесями водяного пара над поверхностью, покрытой жидкой водой.
Согласно результатам моделирования, модель «гицеана» — с водородной оболочкой при давлении порядка 1 бара и высокой концентрацией метана и углекислого газа — практически идеально совпадает с показаниями приборов NIRISS и NIRSpec, полученными телескопом «Джеймс Уэбб» в спектральном диапазоне от 0,8 до 5,2 мкм. Примечательно, что для достижения такого соответствия ученым не потребовалось вводить в уравнения гипотетические экзотические компоненты, такие как диметилсульфид.
Фотохимические расчеты доказали, что естественные реакции водорода, метана и воды приводят к накоплению угарного газа в концентрации около 1–2%. Авторы отмечают, что подобный состав атмосферы провоцирует формирование вертикальных градиентов, которые и создают характерные спектральные плато, зафиксированные приборами.
Математическая модель также доказывает, что в широком спектре температурных и барических условий на K2-18b могут поддерживаться стабильные жидкие океаны. И хотя вариант с газовым карликом («мини-нептуном») все еще нельзя полностью сбрасывать со счетов, текущие показатели содержания углекислого и угарного газов не дают оснований опровергнуть версию о «гицеане».
Данная работа — значимый этап в изучении потенциально обитаемых миров. «Гицеаны» представляют колоссальный интерес для поиска внеземной жизни, поскольку наличие жидкого океана под водородным слоем теоретически благоприятствует зарождению биологических процессов. Продолжение наблюдений за K2-18b с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб» позволит в будущем уточнить химический профиль атмосферы и, вероятно, поставить точку в вопросе существования океана на этой далекой планете.
Источник: iXBT
