Экзопланета K2-18b может быть миром-океаном: новая модель подтверждает гипотезу «гицеана»

Экзопланета K2-18b, находящаяся в созвездии Льва, продолжает удерживать внимание астрофизического сообщества. В научных кругах долгое время велись дискуссии о её природе: является ли этот субнептун газовым «мини-нептуном» с плотной оболочкой или же это «гицеан» — мир с водородной атмосферой, под которой скрывается глобальный жидкий океан. Свежее исследование, возглавляемое Такуей Фудзисавой, предоставило веские аргументы в пользу гицеанской модели.

Чтобы проверить эту смелую гипотезу, исследователи применили междисциплинарный подход, объединивший фотохимическое моделирование, вычисления радиационно-конвективного равновесия и детальный анализ спектров пропускания. Учёные исходили из предположения о наличии водородно-метановой атмосферы, насыщенной водяным паром, которая контактирует с океаном.

Согласно полученным расчётам, модель «гицеана» — с водородной оболочкой (при давлении около 1 бара) и выраженной концентрацией метана и углекислого газа — практически идеально совпадает с показателями приборов NIRISS и NIRSpec телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) в диапазоне от 0,8 до 5,2 мкм. Примечательно, что для обоснования этих данных не потребовалось прибегать к гипотезам о наличии экзотических соединений, таких как диметилсульфид (DMS).

Фотохимическое моделирование показало, что химические процессы между водородом, метаном и водой закономерно ведут к накоплению угарного газа в объеме 1–2%. Авторы отмечают, что подобный атмосферный состав формирует вертикальные температурные градиенты, создающие характерные спектральные плато, зафиксированные приборами.

Моделирование также доказывает, что в широком диапазоне внешних условий на поверхности K2-18b могут сохраняться стабильные водные резервуары. Хотя версия о «мини-нептуне» всё ещё не опровергнута окончательно, имеющиеся на данный момент ограничения по уровню концентрации углекислого и угарного газов не позволяют списать гицеанскую природу планеты со счетов.

Данное исследование стало значимым этапом в изучении потенциальной обитаемости иных миров. Гицеаны представляют собой исключительный интерес для астробиологии, так как сочетание жидкой воды и водородной атмосферы считается теоретически благоприятным для зарождения жизни. Последующие циклы наблюдений с помощью JWST позволят уточнить химический профиль атмосферы K2-18b и поставить точку в вопросе о существовании океана.

Источник: iXBT