Водопад из планет: тайна исчезновения водных миров ⚡ экспресс
Для объяснения долины радиусов кеплеровских планет предложен сценарий, основанный на изначальных различиях в объёмной плотности. Используя уточнённые модели внутреннего строения водных миров с адиабатическими паровыми атмосферами и модели миграции из библиотеки Genesis, построена байесовская иерархическая смесовая модель для планет с периодами менее 100 дней. В ней объединены каменистые планеты и водные миры без водородно-гелиевых оболочек. Восстановленные распределения масс показывают пики на ~2.6 M⊕ для каменистых и ~7 M⊕ для водных планет, а пиковая доля воды в водных мирах достигает ~41%. Водные миры хорошо описывают популяцию кеплеровских субнептунов: обрыв распространённости (радиусный обрыв) проявляется как резкий спад, названный «водопадом». Однако анализ масса–радиус указывает, что планеты с R ≳ 3 R⊕ не могут быть объяснены только водой, и как минимум 20% субнептунов в выборке должны содержать водородно-гелиевую примесь.
Телескоп «Кеплер» Уильяма Боруцки улавливал слабое мерцание далёких звёзд и открыл тысячи планет у других солнц. Среди них зияет разрыв: почти нет миров размером между каменными шарами и рыхлыми водяными гигантами. Эту «долину радиусов» объяснили новой моделью: планеты изначально делятся на каменные и водные. Водные миры с паровой атмосферой заполняют пробел, но при размере втрое земного внезапно обрываются — словно поток, падающий водопадом.
Достигнув критической массы, такая планета захватывает водород и гелий и становится газовым гигантом. Крупные водные миры просто не успевают показаться — перерождаются раньше. Но и внутри них скрыт сюрприз: вода от бешеного давления превращается в горячий лёд — твёрдый, но раскалённый. Замеры света «Кеплера» показывают, что океаны там без дна. И хотя такие водные миры обычны для галактики, наша Солнечная система — лишь один из возможных рецептов.
🎯 На водных планетах вода из-за невероятного давления превращается в горячий лёд — твёрдое вещество, которое остаётся раскалённым. Поэтому океаны там могут одновременно быть и жидкими сверху, и ледяными в глубине.
🎬 В «Интерстеллар» герои посещают планету Миллер, покрытую мелким океаном. Однако настоящие водные миры — это скорее гигантские капли без твёрдой поверхности, куда глубже любых земных морей.