Богатые углеродом экзопланеты могут состояить из алмазов и кремнезема

По мере того, как миссии по исследованию космического пространства предоставляют все новую и подробную информацию о свойствах экзопланет (планет вокруг других звезд), ученые все больше и больше могут обобщить эти данные. Таким образом они узнают то, как эти далекие планеты выглядят, из чего они состоят и могут ли они вообще быть обитаемыми.

В опубликованном недавно в The Planetary Science Journal новом исследовании, команда ученых из Университета штата Аризона (ASU) и Чикагского университета выяснила, что некоторые богатые углеродом экзопланеты при наличии определенных условий вполне могут состоять из алмазов и кремнезема.

Когда звезды и планеты зарождаются, они свой состав берут из одного и того же газового облака, поэтому он в целом везде схож. Но при этом у звезды с более низким отношением углерода к кислороду будут планеты, подобные Земле, то есть состоящие из силикатов и оксидов с очень небольшим содержанием алмаза (в частности, содержание алмаза на Земле составляет всего 0,001%). Но экзопланеты, находящиеся вокруг таких звезд, где соотношение углерода и кислорода выше, чем у нашего Солнце, с большей вероятностью будут очень богаты углеродом. Ученые выдвинули гипотезу, что такого рода экзопланеты могут в итоге превратиться в алмазы и силикаты при посредничестве воды (которой много во вселенной), фактически создавая тем самым удивительную богатую бриллиантами композицию.

Чтобы проверить эту версию, исследовательской группе нужно было имитировать внутреннюю часть карбидных экзопланет в условиях высокой температуры и давления. Для этого они взяли ячейки с алмазными наковальнями высокого давления. Сначала они погрузили карбид кремния в воду и зажали образец между алмазами до достижения очень высокого давления. Затем, чтобы отслеживать происходящую реакцию между карбидом кремния и водой, они провели лазерный нагрев, одновременно выполняя рентгеновские измерения. Как они и рассчитывали, при высокой температуре и давлении карбид кремния вступил в реакцию с водой и превратился в алмазы и кремнезем.

Пока что жизнь на других планетах обнаружить не удалось, но поиски продолжаются. Ученые-планетологи и астробиологи используют сложные инструменты в космосе и на Земле, чтобы находить планеты с правильными свойствами и правильным расположением вокруг своих звезд, где могла бы существовать жизнь.

Однако для богатых углеродом планет, которые являются предметом настоящего исследования, справедливо утверждать то, что они, вероятно, не обладают свойствами, необходимыми для жизни.

Хотя Земля геологически активна (а это один из показателей обитаемости), результаты этого исследования показывают, что планеты, богатые углеродом, слишком трудны для того, чтобы быть геологически активными, и это может сделать состав атмосферы непригодным для проживания. Атмосфера критически важна для жизни, поскольку она дает воздух для дыхания, защиту от суровых условий космоса и даже давление, позволяющее пропускать воду в жидком состоянии.