Субнептун — это планета, которая по размеру находится между Землёй и Нептуном. Таких миров очень много в нашей Галактике, но их устройство до сих пор вызывает споры. Новое исследование показывает, что в молодости эти планеты ведут себя как губка, пропитанная водой. Роль воды играет водород — самый лёгкий газ во Вселенной. Он не просто лежит сверху пушистым одеялом, а проникает глубоко в каменистые недра и смешивается с расплавленными силикатами (веществами, из которых состоит земная мантия).
Эта «пропитка» радикально меняет судьбу планеты. Молодые звёзды очень активны: их излучение буквально сдувает атмосферы с близких планет. Но если водород спрятан внутри, звезда не может добраться до него сразу. По мере того как верхние слои улетучиваются в космос, из раскалённых недр выделяются новые порции водорода — словно губка отдаёт жидкость, когда её сжимают. Атмосфера пополняется, и планета дольше остаётся раздутой. Обычно после потери оболочки планета начинает быстро сжиматься под собственной тяжестью. Здесь этот процесс затягивается — как будто у воздушного шарика есть скрытый запас гелия, который не даёт ему сморщиться.
Это открытие помогает объяснить загадочную «пустыню Нептунов» — нехватку планет размером с Нептун на очень тесных орбитах. Там, где излучение звезды особенно беспощадно, даже внутренний резервуар водорода в итоге истощается, и планета теряет почти всю оболочку, превращаясь в голое каменистое ядро. Чтобы понять, насколько часто субнептуны имеют такие пропитанные водородом недра, астрономам нужно измерить радиусы и возраст примерно 70–100 молодых планет. Их медленное сжатие станет верным признаком внутреннего резервуара.
Если бы Земля была субнептуном с пропитанными водородом недрами, её атмосфера была бы в десятки раз толще, а небо, возможно, имело бы фиолетовый оттенок из-за рассеяния света на молекулах водорода.
В романе «Солярис» Станислава Лема планета-океан подстраивается под внешнее воздействие — чем не метафора планеты, которая отдаёт водород из недр в ответ на потерю атмосферы?