Достаток торію покращив шанси екзопланет на населеність

Геологи і астрономи з Університету штату Огайо (США) на чолі з Кайманом Унтерборном (Cayman Unterborn) виявили, що більшість сонцеподібних зірок містять більше торію, ніж наше світило, і це означає, що сильні магнітні поля і тектонічні рухи плит біля їх планет можуть бути більш поширеним явищем, ніж вважалося раніше. Робота вчених прийнята до публікації в, а з її препринтом можна познайомитися в архіві Корнельського унверситету. За допомогою даних спектрографа HARPS телескопа Ла Сійя дослідники проаналізували наявність торію в складі 14 зірок того ж спектрального класу, що і Сонце. З них у семи світил вже виявлені планети, в той час як для інших семи вони поки не відкриті. І у тих, і інших сигнал торію в спектрі перевищує ті значення, що ми спостерігаємо для Сонця. Тільки у одного світила з 14 торію виявилося менше (59 відсотків від сонячного рівня), в той час як інші 13 показали підвищений вміст елемента, в окремих випадках - до 2,5 разів. Хоча концентрація торію в силікатній мантії планети може бути на 10-20 відсотків вище, ніж у речовині батьківської зірки такої планети, навіть з урахуванням цієї варіабельності вміст торію в мантіях екзопланет у аналогів Сонця має істотно перевищувати земний. Вчені спеціально виключили з розгляду планети навколо червоних карликів, аргументуючи це тим, що в подібних зіркових системах умови конденсації торію в планетній речовині можуть істотно відрізнятися від ситуації в системах у сонцеподібних зірок. Причому поки невідомим нам чином. На думку групи Унтерборна, той факт, що більшість досліджених сонцеподібних зірок показують більш високий вміст торію, істотно підвищує шанси на населеність їх планет. Від 30 до 50 відсотків всього внутрішнього тепла, що виділяється поверхнею нашої планети, є результатом розпаду ядер торію та урану, що робить їх важливими компонентами теплового балансу планети. Відповідно до сучасних геологічних уявлень, цей підігрів від розпаду торію життєво важливий для збереження сучасного вигляду Землі. По-перше, саме різниця температур внутрішніх і зовнішніх шарів мантії призводить до появи магнітного поля, що захищає нашу планету від космічного випромінювання і втрати води. По-друге, без внутрішнього торієвого підігріву конвекція мантії ослабне настільки, що зупиниться рух літосферних плит (тектоніка плит). Тоді підживлення океану речовинами кори і мантії за рахунок розчинення водою донних порід буде близькою до нуля, а значить фосфору, необхідного для життя земного типу, на поверхні буде дуже мало.


Однією з найважливіших функцій тектоніки плит є підтримання вуглецевого циклу, що стабілізує клімат планети. При потеплінні зростання температури на поверхні викликає посилення процесів вивітрювання, і збільшення кількості вуглекислоти, розчиненої в океанській воді. У результаті зв'язування вуглекислого газу в карбонати посилюється, тобто концентрація основного парникового газу в атмосфері падає, знижуючи глобальну температуру. Навпаки, тривале оледеніння, при якому Земля покривається льодом, різко послаблює вивітрювання силікатів, що знижує зв'язування атмосферного вуглекислого газу морською водою. У результаті вуглекислота, що піднімається в атмосферу вулканічною діяльністю, обумовленою тектонікою плит, може тільки накопичуватися, і нікуди не йде, що, як вважається, і призвело до розморожування Землі після її повного оледеніння 650 млн років тому («Земля-сніжок»). На планеті без тектоніки плит і вуглецевого циклу таке оледеніння імовірно стійке, і без додаткових факторів може існувати необмежено довго.


На підставі всього цього передбачається, що екзопланети земних розмірів без магнітного поля і тектоніки плит повинні бути безлюдні, як Венера або Марс, позбавлені і того й іншого. Особливо це відноситься до суперземель, чия маса, гравітація і в'язкість мантії істотно більше земної, через що енергетичні вимоги, необхідні для запуску геодинамо (появи магнітного поля) і тектоніки плит для них значно серйозніші. Якщо радіоактивних елементів у складі ядра і мантії екзопланет істотно більше, ніж на Землі - а саме до таких висновків прийшла група Унтерборна - конвекція магми там може бути значно сильнішою. Отже, кількість планет, потенційно придатних для виникнення складних форм життя, може бути більшою, ніж досі передбачали астрофізики.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND