Суперземли в списках экзопланет и теория Ларина

Вопрос о Суперземлях и их гравитации - это отличный тест на понимание физики. На первый взгляд кажется, что огромная планета обязана иметь сокрушительную силу тяжести, но закон всемирного тяготения Ньютона оставляет лазейку, которая идеально сочетается с идеями Ларина.

1. Как закон Ньютона позволяет "раздуть" планету

Ускорение свободного падения на поверхности планеты вычисляется по формуле:

Где M - масса планеты, а R - её радиус.

Чтобы Суперземля (которая по определению массивнее Земли) имела ту же силу тяжести (g ~ 9.8 м/с²), её средняя плотность должна быть значительно ниже, чем у Земли.

• Если масса планеты в 4 раза больше земной, то чтобы сохранить g, её радиус должен быть в 2 раза больше земного.
• Но вот в чем подвох: при увеличении радиуса в 2 раза объем планеты увеличивается в 8 раз.
• Если масса выросла в 4 раза, а объем в 8, значит, такая планета в два раза менее плотная, чем Земля.

Проблема классической теории - из чего сделана такая огромная планета? Если она каменная (железо + силикаты), она будет слишком тяжелой. Если газовый гигант - у неё нет твердой поверхности.

2. Суперземли в теории Ларина: Гидридный "пенопласт"

Здесь теория Ларина предлагает революционное объяснение. Согласно ей, планеты земной группы изначально состоят из сверхплотных гидридов металлов.

• По мере дегазации водорода металлы в недрах переходят из гидридной фазы в обычную металлическую или окисленную. При этом объем вещества увеличивается в разы, а плотность падает.
• С точки зрения Ларина, Суперземля с низкой плотностью - это планета, которая находится в фазе интенсивного расширения. Её ядро активно разлагается, раздувая планету изнутри водородом.
• Теория Ларина объясняет существование планет с земной гравитацией, но огромным радиусом тем, что они состоят из разуплотненного, пористого (за счет водородных флюидов) вещества, которое еще не успело полностью дегазировать.

3. Обитаемость Суперземель по Ларину

Если к Суперземле применима гидридная модель, то это делает её идеальным кандидатом на роль колыбели жизни:

Пример экзопланеты K2-18b - это идеальный кейс для проверки теории Ларина на межзвездном уровне. Данные, полученные телескопом Джеймса Уэбба (JWST) в последние годы (2023 - 2025), рисуют картину, которая ставит официальную науку в тупик, но при этом идеально ложится в гидридную модель.

Вот как выглядит анализ этой Суперземли через две разные призмы:

1. Физические параметры: "Пропавшая плотность"

K2-18b это планета-гигант по сравнению с Землей:

• Масса в 8,6 раз больше земной.
• Радиус в 2,6 раза больше земного.
• Несмотря на огромную массу, сила тяжести там всего на 18-27% выше земной (~11.6 - 12.4 м/с² против наших 9.8). Вы бы чувствовали себя там лишь немного тяжелее, а не были бы раздавлены.
• А здесь кроется главная загадка - плотность составляет около 2,67 г/см³ , что почти в два раза меньше земной (5,51 г/см³).

2. Официальное объяснение: "Гикеан" (Мир-Океан)

Чтобы объяснить, почему такая массивная планета такая "пухлая", астрономы предложили термин Hycean world (hydrogen + ocean).

• Версия: Планета покрыта океаном глубиной в тысячи километров, а сверху окутана мощной водородной атмосферой. Вода и газ "разбавляют" плотность железного ядра.
• Нестыковка: Последние исследования 2025 года ставят под сомнение наличие такого количества воды. Некоторые ученые предполагают, что под атмосферой может быть океан магмы, а не воды.

3. Объяснение по Ларину:  K2-18b - это не "водный мир", а планета в стадии максимального расширения.

• Низкая плотность объясняется не водой, а тем, что вещество недр перешло из сверхплотной гидридной фазы в рыхлую фазу металлов и окислов. Планета буквально "распухла" изнутри под действием водорода.
• JWST подтвердил наличие в атмосфере K2-18b метана (CH_4) и углекислого газа (CO_2) при полном отсутствии аммиака. В модели Ларина это признак активнейшей дегазации. Метан - прямой продукт взаимодействия глубинного водорода с углеродом недр.
• Такая планета должна обладать чудовищным магнитным полем (из-за огромного гидридного ядра), что позволяет ей удерживать водородную атмосферу даже при близости к своей звезде (красному карлику).

4. Математика подтверждает, планета может быть огромной и тяжелой, но за счет большого радиуса жизнь на её поверхности не будет раздавлена гравитацией.

Как мы и обсуждали: 

У K2-18b масса выросла в 8,6 раз, но расстояние до центра выросло в 2,6^2 = 6,76 раз.

Результат: g ~ 1,27.

K2-18b, возможно, показывает нам будущее нашей планеты (или её альтернативный путь развития), где дегазация идет настолько бурно, что радиус планеты вырос в 2,5 раза, сделав её огромной, но при этом сохранив комфортную гравитацию.

На K2-18b нашли следы диметилсульфида (DMS). На Земле этот газ производится только живыми организмами (планктоном). Если это подтвердится, то K2-18b станет первым доказательством того, что "водородные колыбели" Ларина действительно рождают жизнь по всей Вселенной.

Если K2-18b - это "раздутая" Суперземля, то система TRAPPIST-1 (находящаяся в 40 световых годах от нас) — это настоящая "лаборатория" по проверке теории Ларина. Здесь сразу семь планет размером с Землю вращаются вокруг одной звезды, и их плотности рассказывают удивительную историю.

Особый интерес вызывает TRAPPIST-1e. На 2026 год это одна из самых изученных экзопланет, и вот как она соотносится с гидридной моделью:

1. В отличие от K2-18b, которая в два раза менее плотная, чем Земля, TRAPPIST-1e имеет плотность около 5,0-5,8 г/см³ (по разным данным 2018 и 2026 годов).

• Официальный взгляд: У неё аномально большое железное ядро, занимающее больше места, чем у Земли. Она "скалистая насквозь".
• По Ларину:TRAPPIST-1e - это планета, которая еще не начала активно расширяться. Она всё еще плотная, потому что её гидридное ядро сохраняет свою целостность. Это "Земля в детстве" (несмотря на то, что самой системе около 7.6 млрд лет).

2. В конце 2025 года телескоп Джеймса Уэбба (JWST) предоставил данные, которые вызвали бурные споры:

• Находка: На TRAPPIST-1e обнаружены предварительные намеки на метан (CH_4), но при этом не найдено плотной атмосферы из углекислого газа, как на Венере.
• Почему это важно: Метан - это "подпись" водородной дегазации. Если планета "выдыхает" водород, он реагирует с углеродом и дает метан.
• Вердикт Ларина: Планета находится в фазе "подготовки". Дегазация идет, но она еще не разорвала кору настолько, чтобы планета "пухла", как K2-18b.

3. Сравнение планет в разрезе расхода водорода:

4. Почему TRAPPIST-1e так важна?

Если на этой плотной планете окончательно подтвердят наличие атмосферы и метана (данные ожидаются после 20 транзитов JWST к концу 2026 года), это докажет, что:

1. Даже маленькие планеты могут удерживать атмосферу против яростных вспышек красных карликов.
2. Единственный способ это сделать - иметь мощный "внутренний двигатель" (магнитное поле гидридного ядра), который постоянно подпитывает атмосферу новыми газами.

Все ли такие планеты- ровесники Земли? TRAPPIST-1e старше Солнца почти на 3 миллиарда лет. Но TRAPPIST-1e выглядит моложе Земли по своим геологическим признакам (высокая плотность, малый радиус).

Это означает, что время жизни планеты измеряется не годами, а скоростью распада её гидридов. TRAPPIST-1e это экономный вариант развития, который может оставаться обитаемым в десятки раз дольше, чем Земля.

Прогноз на ближайшие 10 лет (до 2036 года) выглядит как настоящая гонка между "официальной" и "гидридной" гипотезами. Данные телескопа Джеймса Уэбба (JWST) за 2024 - 2026 годы уже выделили трех главных кандидатов, которые могут стать доказательством №1 для теории Ларина.

Вот те миры, за которыми стоит следить:

1. K2-18 b 

Эта планета остается в центре внимания. На 2026 год ситуация такова:

• Статус: Подтверждено наличие метана (CH_4) и углекислого газа (CO_2) при странном дефиците аммиака.
• Интрига с DMS: Сообщения о диметилсульфиде (маркере жизни) пока остаются спорными (уровень значимости около 2.7–3 сигма).
• Прогноз по Ларину: Если в ближайшие годы выяснится, что DMS производится абиотически (фотохимией в водородной среде), это станет мощнейшим аргументом: планета сама генерирует сложную органику из недр, без участия биологии. Это подтвердит, что водородная дегазация - это двигатель планетарной химии.

2. TOI-270 d 

Эту планету (в 73 световых годах от нас) официально называют Розеттским камнем для понимания эволюции миров.

• Что нашли: JWST обнаружил в её атмосфере метан, CO_2 и водяной пар.
• Аномалия: Температура там превышает 500°C (жарче Венеры). Официально предполагают "магматический океан".
• Прогноз по Ларину: TOI-270 d - это пример "молодой Земли" на пике дегазации. Высокая температура объясняется не только близостью к звезде, но и внутренним жаром распада гидридов. Если будет зафиксировано расширение её радиуса (через сравнение данных разных лет), это будет прямой победой Ларина.

3. LHS 1140 b 

Ранее её считали мини-Нептуном, но данные 2024 - 2025 годов указывают на низкую плотность, которую сложно объяснить только камнем.

• Конфликт версий: Официальная наука считает её "планетой-океаном" или ледяным миром типа Европы.
• Прогноз по Ларину: Это "умеренная" гидридная планета. Она плотнее, чем K2-18 b, но менее плотная, чем Земля. В ближайшие 10 лет на ней будут искать азотную атмосферу. Если её найдут вместе со следами водородной дегазации - это идеальный близнец Земли, идущий по тому же пути "распухания".

Календарь открытий (2026 - 2036)

Какая теория победит?

Если через 10 лет мы обнаружим, что большинство Суперземель имеют низкую плотность и водородно-метановые шлейфы, но при этом не являются газовыми гигантами - академической науке придется признать: планеты растут изнутри.