Водные Миры Вселенной (на заметку авторам сверхтвердой НФ)

Водные Миры Вселенной (на заметку авторам сверхтвердой НФ)

Добрый день, уважаемые коллеги-Авторы, Читатели и Подписчики на мои книги на АТ!

Сегодня (если будет желание) погворим о плпнетах-океанах, множество которых уже обнаружены современными астрофизиками и астрономами...

Но для начала - просто приведу парочку свежих  Новостей от современной Науки:

 Эксперименты показали, что у планет-океанов не может быть дна

Воспроизведя в эксперименте огромное давление и температуру, существующие на дне далеких планет-океанов, ученые обнаружили, что у них может вообще не быть определенного дна.

Насколько известно, в нашей Галактике довольно распространены планеты-океаны, покрытые слоем воды толщиной в сотни и даже тысячи километров поверх твердой силикатной коры. Несмотря на сочетание знакомых нам веществ, геохимия этих миров должна быть совсем другой, чем у Земли. Так, у самого дна глобального океана давление настолько велико, что поведение и воды, и кремния при этих условиях пока не известно.

Поэтому недавно минералоги из Университета штата Аризона воссоздали такие условия в лаборатории, рассмотрев, что происходит с водой и кремнием при экстремальном давлении — до 24 ГПа (для сравнения, давление на глубине 100 километров составит около 0,1 ГПа). Статья профессора Сан-Хон Сима (Sang-Heon Shim) и его коллег опубликована в журнале PNAS.

Для создания нужного давления были поставлены эксперименты с алмазными наковальнями — парой сверхпрочных конических алмазов, которые передают сжатие на острия. Технология позволяет достигать колоссальных давлений вплоть до 1000 ГПа и получать, например, металлический водород — фазу, существующую в недрах гигантских планет. Однако на этот раз между остриями наковален ученые разместили крошечный образец, содержащий кремний и воду, сжимая его и заодно нагревая с помощью лазерных лучей до высоких температур — как на дне планеты-океана. Просвечивая образец пучком рентгеновских лучей, они следили за изменениями его микроструктуры.

Эксперименты показали, что в таких экстремальных условиях вещества переходят в довольно экзотическую фазу: силикат и вода «взаимно растворяются», образуя смесь, содержащую микс оксидов водорода и кремния. Судя по этим результатам, планеты-океаны могут вообще не иметь определенного твердого дна, и на их колоссальной глубине вода переходит в силикатную литосферу через такой полужидкий смешанный слой.

«Изначально считалось, что вода и твердые слои на водных планетах четко отделены друг от друга, — говорит один из авторов работы Кэрол Ниср (Carole Nisr). — Но наши эксперименты указали на прежде неизвестное взаимодействие воды и силиката с формированием промежуточной по составу стабильной фазы. Разделение между водой и камнем оказывается удивительно «размытым» при большом давлении и высокой температуре».

В Калифорнии замечены стаи «светящихся» дельфинов

У берегов американского города Ньюпорт-Бич, штат Калифорния, в ночное время были замечены стаи дельфинов, излучающих под водой голубое и зеленое сияние. Сверкающие силуэты морских животных возникали в темной воде, то исчезая, то появляясь вновь в неожиданных местах. Оператор Патрик Койн поделился уникальным видео на своей странице в Facebook.

Это удивительное зрелище объясняется биолюминесценцией, когда химическая реакция живых организмов производит эффект свечения в темноте.

По данным AccuWeather, подобное явление редко можно наблюдать у наземных существ, но в глубинах океана биолюминесцентных организмов намного больше.

Большинство светящихся морских животных излучает синий или зеленый свет, которые легче всего различить в темноте океана на большой глубине. Многие подводные обитатели не воспринимают желтый, красный и фиолетовый цвет.

https://www.facebook.com/patrick.coyne.35/videos/2809789309075638/

Свечению дельфинов способствуют биолюминесцентные водоросли, они светятся в ответ на изменения окружающей среды, указывая на снижение содержания соли в воде.

Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) сообщает о том, что 80% всех видов, обитающих в океане на глубине от 200 до 1000 метров, являются биолюминесцентными.

Светящиеся водоросли на поверхности воды иногда охватывают обширные участки. Возникают так называемые «молочные моря», которые можно увидеть со спутников в космосе.

Явление биолюминесценции уже бывало замечено в районе Ньюпорт-Бич. Как сообщалось ранее, на побережье Южной Калифорнии появились «неоновые» волны.

А теперь - про сами Планеты-Океаны - которые уже обнаружены учеными по косвенным признакам (просто сводка)

Тайна двух океанов

Kepler-62  — имеет две экзопланеты земного типа  , находится на расстоянии 720 световых лет от Земли

Kepler-62 f — экзопланета в планетной системе звезды Kepler-62 (созвездие Лира). 

Она на 40 % больше, чем Земля. Учёные вычислили, что возраст этой планеты приблизительно 7,5 миллиарда лет. Это одна из двух планет в этой системе, у которых климатические условия на поверхности схожи с земными. Учёные предполагают, что планета сохраняет баланс температур, оптимальный для зарождения и поддержания жизни

Kepler-62 e — четвёртая по удалённости экзопланета, обнаруженная у звезды Kepler-62, находящейся в созвездии Лиры[1]. Она вместе с планетой Kepler-62 f может быть обитаемой. Она в полтора раза больше Земли, значит может удержать атмосферу. Учёные предполагают, что эта планета может быть полностью покрыта океаном. Орбитальный период (P)         122.3874 д.

Кеплер-62 «f»

Климат двух экзопланет оказался похожим на земной 

Математическое моделирование показало, что наклон оси землеодобных планет в обитаемых зонах своих звезд Kepler-186f и Kepler-62f достаточно стабилен для того, чтобы климат на них был таким же стабильным и мягким, как земной.

В 2014 году астрофизики подвердили существование возле красного карлика Kepler-186 четырех экзопланет. Одна из них, самая дальняя от звезды, Kepler-186 f, стала первой известной науке землеподобной (то есть сопоставимой с Землей по размерам) планетой, расположенной не слишком далеко и не слишком близко к своему солнце для того, чтобы на ее поверхности могла существовать жидкая вода.

Район, в котором излучения звезды достаточно для того, чтобы растопить лед, но недостаточно для того, чтобы выпарить всю воду с поверхности, называют обитаемой зоной звезды; это не значит, что на планете в обитаемой зоне кто-то живет, но значит, что теоретически там может существовать жизнь — по крайней мере в знакомых нам формах.

В новом исследовании, опубликованном в Astronomical Journal, группа астрофизиков доказывает, что жизнь на Kepler-186 f имеет еще больше шансов на существование, чем считалось ранее. Создав на основе данных наблюдений Kepler и наземных телескопов математическую модель вращения планет вокруг Kepler-186, ученые установили, что наклон орбиты планеты, скорее всего, довольно стабилен и невелик.

От наклона оси вращения планеты в большой степени зависит ее климат — распределение климатических зонд и разница экстремальных температур; недавние расчеты показали, что если бы земная ось была наклонена чуть больше, Земля не была бы теплой и влажной, а быстро превратилась бы в ледяной шарик. Возможно, изменение наклона оси сыграло роль в превращении Марса из очень похожей на Землю планеты с водоемами на поверхности в раскаленную пустыню. Если наблюдатель у другой звезды увидит Землю и Марс, он заключит, что обе планеты находятся в обитаемой зоне Солнца, но наклон оси вращения Марса подскажет ему, что на этой планете жизни, скорее всего, нет.

У Kepler-186 f ось меняет наклон в узком диапазоне и медленно, таким образом, что времена года сменяют друг друга примерно так же, как на Земле; то же самое оказалось справедливо для другой экзопланеты Kepler-62f. Она чуть больше Kepler-186 f и Земли, но не настолько велика, чтобы быть газовым гигантом, иклимат на ней, по всей видимости, тоже довольно стабильный.

Kepler-62f вращается вокруг звезды Kepler-62 вместе с еще четырьмя планетами - Kepler-62b, Kepler-62c, Kepler-162d и Kepler-62е. Звезда Kepler-62 похожа на наше светило, но примерно на треть меньше и легче. Она так называемый оранжевый карлик. Находится в созвездии Лиры. До этого карлика 1200 световых лет.

Родная сестра

В местную зону обитаемости попадает еще и Kepler-62е. Но причислять ее к «сестрам» Земли астрономы не торопятся. Там может быть очень жарко. Как на Венере. Ведь Kepler-62е располагается очень близко к светилу, получая тепла на 20 процентов больше, чем наша планета.

Kepler-62е крупнее Земли на 61 процент. Год длится на ней 122,4 земных дня.

Астрономы провели математическое моделирование, которое показало, что наклон оси двух землеподобных планет, которые располагаются в обитаемой зоне своих звезд Kepler-186f и Kepler-62f, достаточно стабилен для того, чтобы климат на них был таким же мягким и стабильным, как на Земле, сообщает "Популярная механика".

На вопрос, насколько важен наклон оси планеты для ее климата, ученые отвечают, приводя пример соседнего с нами Марса. "Сильная вариабельность наклона оси Марса, которая может колебаться между 0 и 60 градусами, могла стать причиной того, что некогда влажный Марс, каким он был миллиарды лет тому назад, все более и более терял свою атмосферу, вследствие чего испарялись его поверхностные воды, и планета превратилась в сегодняшний пустынный мир. И это при том, что Марс обращается вокруг Солнца все еще в пределах зоны жизни", — говорит Ли. Для сравнения: наклон земной оси колеблется лишь в диапазоне от 22,1 до 24,5 градусов, причем на протяжении примерно 10 тысяч лет.

Индекс SPH экзопланеты Kepler-62e составляет 0.96, т. е. выше, чем у Земли. Если смотреть эффективную земную орбиту звезды Kepler-62, то эта планета всего на 7% ближе к своей звезде, чем Земля[2]. Однако, если учесть коэффициент температуры звезды (которая на 9% ниже температуры на Солнце) и 7-ми процентную разность расстояний с эффективной земной орбитой, то получается, что при атмосферном давлении 100 кПа её средняя температура будет составлять примерно 17 градусов по Цельсию, т. е. она будет являться "курортом с вечной весной", средняя температура на её поверхности будет на 16% выше, чем средняя температура на Земле (15 °C). Но если плотность её атмосферы будет такая же, как у Земли, то на ней не будет полярных шапок, возможно, её будет окутывать стокилометровый слой воды (гидросфера). Из-за этого на ней будет большой парниковый эффект. Чтобы быть главным претендентом на звание "Земля 2.0", она должна иметь атмосферу, которая на 3-4% менее плотная, нежели земная, т. к. это довольно значительная разница, и при этом на ней должно быть хотя бы 15% суши, иначе она будет термопланетой-океаном с парниковой атмосферой, и её средняя температура будет значительно выше, чем 17 °C (около 25 °C, Гибралтар, Марокко, т. е. - полупустыня). Но даже при неблагоприятном стечении обстоятельств в её сверхокеане будут почти идеальные условия для существования подводной жизни. И при этом вероятность зарождения на этой планете хотя бы одноклеточных организмов равна примерно 70-80%, так как для этого существуют все необходимые условия. Также на это указывает высокое значение индекса ESI, равное 0.86.

Но скорее всего она имеет атмосферу, которая в 1.5-2 раза плотнее земной, т. к. на это указывает имеющий научное основание индекс HZA, значение которого составляет +0.04, т. е. на целых 56 пунктов выше, чем значение земного индекса HZA (-0.52), и плотность ее атмосферы должна составлять примерно 196 кПа.

При температуре ~114 градусов Цельсия возле экватора никакой жизни не будет нигде, кроме полюсов. Если на этой планете есть наклон оси, это позволит организмом находиться в зимнем полушарии и перечокёвывать (перелетать) в другое если становится жарко. Главное, чтобы наклон не был слишком большим, иначе в процессе перехода животным придется преодолевать слишком широкий жаркий пояс освещенности.

****

Глизе 1214 b

GJ 1214 b (Глизе 1214 b) — экзопланета у звезды GJ 1214 в созвездии Змееносца. Первая обнаруженная суперземля у красного карлика. Находится на расстоянии 13 парсек или примерно 40 световых лет от Земли.

В настоящее время точно неизвестно, какие планеты за пределами Солнечной системы обладают жидкой водой. Однако есть несколько потенциальных кандидатов. Например, суперземля Кеплер-440 b и экзопланета Глизе 1214 b.

22 февраля 2012 года учёные из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики открыли первую экзопланету типа «суперземля», расположенную от Земли на расстоянии 40 световых лет и предположительно являющуюся планетой-океаном — GJ 1214 b. Последние данные транзитных проходов позволяют судить о наличии у GJ 1214 b протяжённой водородно-гелиевой атмосферы, низком уровне метана и слое облаков на уровне давления 0,5 бар, что не соответствует свойствам атмосферы с устойчивым доминированием водяных паров[20]. Период обращения планеты вокруг звезды — красного карлика — 38 часов, расстояние составляет около 2 миллионов километров. Температура на поверхности планеты составляет примерно 230 °C.

Температура планеты рассчитана теоретически, и варьирует в пределах от 280 градусов Цельсия в случае нулевого альбедо (абсолютно тёмная планета), до 120 °C если альбедо планеты равно альбедо Венеры.

Планета находится на расстоянии всего 0,014 а. е. (2,1 миллиона километров) от своей материнской звезды (то есть даже ближе, чем планета COROT-7 b к своей звезде, но GJ 1214 относится к красным карликам и излучает света в 350 раз меньше Солнца).

Один год на планете длится 36 часов.

Масса планеты составляет примерно 6,55 масс Земли, в то же время диаметр планеты превышает земной более чем в 2,5 раза.

 Вследствие низкой плотности гравитация на планете несколько ниже земной. Сила тяжести оценивается в 0,91 g (8,92 м/с2). Примерно такую же гравитацию имеет Венера.

По массе и радиусу планеты предполагалось, что она состоит по массе на 75 % из воды и на 25 % из каменистых материалов и железа, а атмосфера планеты содержит водород и гелий и составляет 0,05 % массы планеты. 

Однако в феврале 2012 года группа астрономов из Гарвард-Смитсонианского центра астрофизики заявили, что атмосфера планеты состоит из густого водяного пара с небольшой примесью гелия и водорода. Такой вывод они сделали изучая с помощью телескопа Хаббл изменение спектра излучения звезды при прохождении его через атмосферу планеты. Однако учитывая высокую температуру на поверхности планеты (около 200 градусов Цельсия), учёные считают, что вода на планете находится в таких экзотических состояниях, как горячий лед и «супержидкая вода», которые не встречаются на Земле. 

1 января 2014 года стало известно, что в результате новых исследований атмосферы планеты, проведённых с беспрецедентной точностью, не удалось обнаружить следов никаких молекулярных соединений — ни воды, ни метана, ни азота, ни угарного или углекислого газа

ПыСы: И да, про планету-океан  (в романе он - Аквалибриум)  и разумно-светящихся дельфинов я целенаправлено пишу в своем научно-космо-фантастическом цикле романов: "Транссферы": "Пятая косми́ческая" : 

ПыСы-2: А теперь - активно швыряем в меня тапкаи и пепельницами ... Кто и сколько сможет и захочет оторваться от КВС-дивана!