Водный Мир

На видео сняли небольшую деревню в китайской провинции Хубэй. С высоты птичьего полета зрителям открываются впечатляющие виды на водоемы, разделенные дорогами и домиками местных жителей.

Находится она на одной из крупнейших в стране равнин Цзянхань с разветвленной сетью рек и многочисленными озерами, из-за чего это место называют «Провинцией тысячи озер».

Местные фермеры занимаются разведением рыбы, раков и креветок, а также выращивают рис, бобы и не только.

По спектральным данным от «Джеймса Уэбба» и результатам компьютерного моделирования атмосферы астрономы показали, что экзопланета LHS 1140 b — мир-океан. Причем по характеристикам это лучший на сегодня потенциально обитаемый мир, подходящий для пристального изучения.

Еще не так давно ученые искали экзопланеты ради простого их обнаружения. Астрономы по-прежнему порой находят необычные объекты вроде системы из шести «резонансных» экзопланет. Но гораздо активнее они теперь ищут экзопланеты, которые мы можем подробнее рассмотреть и изучить существующими инструментами.

Потенциальная обитаемость экзопланеты зависит от многих факторов, но еще больше условий накладывают доступные нам инструменты. Во-первых, система должна располагаться недалеко от нас. Во-вторых, чтобы мы могли рассмотреть атмосферу экзопланеты, она должна летать достаточно близко к звезде. В-третьих, у нее должен быть небольшой орбитальный период, чтобы не приходилось десятилетиями ждать очередного пролета.

При такой близости к звезде экзопланете сложно сохранить обитаемые условия. Как минимум звезда должна быть спокойной и не слишком испепеляющей. Например, это может быть красный карлик (спектральный класс M). Сама планета тоже должна быть небольшой, примерно размером с Землю.

За прошедшие годы удалось выявить примерно полтора десятка планет диаметром менее 1,5 диаметра Земли. Еще есть мини-нептуны, которые могут быть водными мирами, если находятся подальше от звезды. К сожалению, моделирование климата и условий на таких планетах показало, что для запуска неудержимого парникового эффекта (из-за которого планета становится непригодной для жизни) им достаточно всего 0,3 излучения, которое получает Земля от Солнца. Значит, маловероятно, что на теплых мини-нептунах сохраняется жидкая вода.

Астрономам из Лаборатории реактивного движения и Калифорнийского технологического института удалось найти водный мир, по всем параметрам подходящий для дальнейших исследований. Им оказалась планета LHS 1140 b, первое описание которой вышло в 2017 году. Она летает у красного карлика LHS 1140 в 48,8 светового года от нас, который по массе и радиусу в шесть раз меньше Солнца (15%). Дальнейшие исследования показали, что LHS 1140 b может быть обычной землеподобной планетой с N2-CO2 атмосферой или водным миром с богатой водородом атмосферой.

Чтобы точнее характеризовать экзопланету, авторы новой работы использовали данные космического телескопа «Джеймс Уэбб». Они ожидали увидеть богатую водородом атмосферу с примесями водного пара и других газов, например метана и углекислого газа. Но именно эти примеси, предсказанные компьютерным моделированием, телескоп не засек. Также с результатами наблюдений не совпали гипотезы о плотных облаках и слое дымки.

Более того, по словам исследователей, любая большая и богатая водородом атмосфера в условиях LHS 1140 b должна сопровождаться большим количеством метана. Раз у планеты нет такой плотной водородной атмосферы, то чрезвычайно низкую плотность этого мира можно объяснить только наличием большого жидкого океана (или отсутствием ядра, но это совсем маловероятно).

В условиях слабого излучения от звезды (42% от земного) и толстого слоя воды (10% массы планеты) мантия у LHS 1140 b должна быть ледяной. При очень больших давлениях водный лед может оставаться твердым даже при высоких температурах (экзотический лед), несмотря на наличие над ним океана жидкой воды. Вероятно, он частично или полностью перемешан с более глубокой каменной мантией.

Вероятно, в процессе формирования планета собрала льды, богатые углеродом и азотом, тогда атмосфера у нее должна состоять преимущественно из углекислого газа ила азота. В ее атмосфере не преобладает водород, а значит, LHS 1140 b не может быть горячей планетой-океаном. Но даже в холодных условиях, если планета поддерживает относительно плотную CO2/N2 атмосферу, на ней может сохраняться жидкий океан.

Моделирование показало, что при достаточном количестве наблюдений (как минимум девять пролетов планеты на фоне звезды) ученые смогут подтвердить наличие CO2-атмосферы. В общем, LHS 1140 b — крайне любопытный потенциально обитаемый водный мир, который можно исследовать уже сегодня с помощью инструментов «Джеймса Уэбба».

Работа выложена в открытый доступ на arXiv и отправлена на рецензирование в журнал The Astrophysical Journal Letters.

Лессепсианская миграция. Звучит как массовое переселение инопланетян из книги про высокие технологии и другие планеты. В реальности ситуация страшнее — это крупнейшее вторжение инвазивных видов за всю историю человечества. Средиземное море превратилось в поле битвы, где местные постепенно сдают свои позиции. Есть такое местечко, Суэцкий канал.  Его искусственно вырыли люди. Благодаря нему торговые корабли попадают из Красного моря в Средиземное напрямую, им больше не нужно оплывать Африку и удлинять путь на 8 тыс. километров. Проблема в том, что и морским животным теперь тоже не нужно идти в обход. 

За 150 лет работы канала из Индо-Тихоокеанской области в Средиземноморье перебралось около 1000 тропических видов: моллюски, ракообразные, щетинковые черви, рыбы. Большинство из них засело в восточной части моря, но некоторые заселили его целиком и даже выбрались в Азовское и Чёрное моря. Прямо сейчас, в эту минуту, по всей акватории идёт жёсткая борьба за ресурсы и экологические ниши. И далеко не всегда старожилы Средиземноморья выходят победителями: в отдельных областях 90% всех рыб — вторженцы. Вот эти узорчатые красавцы  – моллюски из рода Анадара. Уроженцы Красного Моря, но сейчас они заселили даже Чёрное. Эти животины привычны к недостатку кислорода и местные условия им только на руку. Вдвойне неприятно то, что экологические ниши занимают самые живучие и упорные виды. Взять хотя бы индийскую крылатку . Эта рыбка легко прогонит со своей территории средиземноморских средних хищников. И никто не может этому помешать — животное вооружено ядовитыми иглами, любое нападение на неё заканчивается фатально для атакующего. Люди её тоже не едят. А вот средиземноморскую рыбку вылавливают только в путь. Как итог: крылатка стала одним из самых опасных инвазивных видов Европы. 

Другой пример вторженца — полосатый сом-угорь. Он, как и другие сомы, обитает на самом дне и питается всем, что пошлёт Нептун. Только в отличие от привычных нам сомов, у этого вида есть ядовитые железы, а укус рыбы крайне болючий. Хищники избегают полосатого сома-угря и охотятся на его более безобидных соперников. Причём игра идёт в одни ворота: в Красном море инвазивных видов практически не обнаружено. Виной тому разница в солёности воды. Для видов из Индийского океана условия Средиземноморья ещё комфортнее, чем родные, поэтому привыкают к ним они быстро. Тогда как животинам из Средиземноморья в солёных водах Красного моря выжить практически нереально. Обыкновенный лаврак  – один из немногих видов, что смог забраться в Красное море. 

Конечно, это не конец света, даже не конец экосистемы. Эволюция и время всегда всё расставляют по местам. Но часть видов вымрет, и их тайны, которые не успели попасть в руки учёных, уйдут вместе с ними. Уменьшится и биоразнообразие планеты, а, значит, она будет хуже справляться с будущими катаклизмами. А промысловые запасы региона снижаются уже сейчас.