
Земля едва не осталась без воды из-за одной кометы: сценарий, который может повториться
Земля, как мы её знаем, стала возможной лишь благодаря цепочке удивительных и маловероятных событий. Она получила воду и органические молекулы не только изнутри, но и извне — в результате столкновений с каменистыми и ледяными телами в далёком прошлом. Возможно, именно эта "космическая доставка" сделала её обитаемой.
Сегодня астрономы задаются вопросом: а могут ли такие же процессы происходить на других планетах, в других системах? И если да, как сильно кометные столкновения могут изменить атмосферу потенциально обитаемой экзопланеты?
Почему экзопланеты под ударом интереса ученых
Наиболее многообещающими кандидатами в "вторые Земли" считаются каменистые планеты в обитаемых зонах красных карликов — звёзд спектрального класса М. Эти звезды малы и тусклы, но у них есть преимущества: они долгоживущи и часто имеют системы с множеством планет. Пример — TRAPPIST-1, где сразу несколько миров потенциально пригодны для жизни.
Однако такие планеты часто находятся в приливном захвате — они всегда обращены к своей звезде одной стороной. Это создаёт особые условия климата, когда одна сторона вечно освещена, а другая погружена в ночь. Именно поэтому они становятся идеальными объектами для климатического моделирования — мы знаем их "дневную" и "ночную" геометрию, даже если не знаем скорость вращения или наклон оси.
Что если на такую планету упадёт комета?
Группа учёных из Лидсского университета под руководством Феликса Сейнсбери-Мартинеса решила смоделировать столкновение экзопланеты типа TRAPPIST-1e с одной ледяной кометой радиусом 2,5 км, полностью состоящей из водяного льда.
Исследователи задали планете атмосферу доиндустриального типа, близкую к земной, с океанами, сушей, горами и динамичным климатом. Моделирование показало следующее:
- Большая часть воды от кометы остаётся в атмосфере, особенно в её верхних слоях, из-за термической абляции.
- Атмосферное давление влияет на то, где задерживается влага: при высоком давлении у поверхности вода скапливается в верхних слоях, где её легче обнаружить спектрально.
- Температура атмосферы повышается, особенно в среднем слое, хотя у поверхности эффект минимален.
- На дневной стороне атмосфера становится менее прозрачной, а влага затем уносится на ночную сторону, где оседает в виде льда или конденсата.
Какие последствия для климата и обитаемости
Падение одной кометы вызывает краткосрочные эффекты:
- Потепление в атмосфере длится несколько лет.
- Увеличение содержания воды в верхних слоях атмосферы сохраняется до 10 лет.
- Распад молекул воды под действием УФ-излучения приводит к образованию газов, влияющих на климат — метана, закиси азота и др.
- В атмосфере может уменьшаться содержание озона, особенно на дневной стороне.
- Ветра перераспределяют водяной пар по всей планете, но фотохимические реакции происходят только на освещённой стороне.
Но есть и долгосрочные последствия:
- Даже одно столкновение может изменить температурные колебания в атмосфере, связанные с географией планеты и характером её освещения.
- Однако авторы признают: современные телескопы не могут зафиксировать эти изменения напрямую — они слишком слабы по сравнению с "фоновым шумом".
Насколько вероятны такие столкновения?
Исследователи признают: одиночное столкновение ледяной кометы с экзопланетой — событие редкое. По оценкам, такое происходит раз в 190 000 лет. Но если учитывать миллионы планет, которые уже открыты или будут открыты — шанс всё же есть.
Особенно велика вероятность в молодых планетных системах, где много мусора и тела часто сталкиваются. В таких условиях многократные удары могут иметь суммарный и долгосрочный эффект, влияющий на климат, химию и потенциальную обитаемость.
Ранние столкновения с ледяными телами могли сыграть ключевую роль не только в истории Земли, но и в формировании обитаемых миров в других уголках Вселенной. Хотя последствия падения одной кометы недолговечны, частая бомбардировка может стать настоящим "архитектором жизни".
Как отмечают авторы, следующей целью будет моделирование похожих ударов на планетах, где есть смена дня и ночи — как у Земли. Это приблизит нас к пониманию, какие экзопланеты могут стать следующими домами для жизни.
Подписывайтесь на Moneytimes.Ru