Ново научно изследване разкрива защо малките скалисти планети изпитват трудности със задържането на своята атмосфера.

На пръв поглед една скалиста планета в обитаемата зона на звезда, подобна на Слънцето, може да изглежда като идеално място за възникване на живот.

Подходящото разстояние не е достатъчно условие

Ако планетата е твърде малка, тя няма да може да задържи атмосферата си.

Ново компютърно моделиране показва, че за дългосрочното съществуване на газова обвивка, планетата трябва да има диаметър поне 80% от този на Земята.

При изключителни обстоятелства този праг може да спадне до 60%.

Защо размерът има значение?

За да може една скалиста планета да запази атмосферата си в продължение на милиарди години, тя трябва да бъде с размери, не по-малки от тези на Марс.

Планетологът Мишел Хил е изчислила съдбата на атмосферите на скалисти светове с различни размери, намиращи се в обитаемите зони на слънцеподобни звезди.

Според нейните изчисления, за да се задържи атмосфера достатъчно дълго за появата на живот, планетата трябва да е поне толкова голяма, колкото Марс.

Моделът, наречен „Модел за обитаемост на планети, по-малки от Земята“, проследява еволюцията на умалени копия на нашата планета в рамките на милиарди години.

При промяна на различни параметри – количеството въглерод, размера на ядрото и температурата на мантията, учените са успели да постигнат стабилна атмосфера дори при планети с радиус едва 0,6 от земния.

Планети с радиус под 0,8 от земния губят газовете си по-бързо, отколкото вулканите успяват да ги възстановят

Ключов фактор се оказва въглеродът в мантията.

Колкото повече е той, толкова повече въглероден диоксид (CO₂) се изхвърля при вулканични изригвания. CO₂ е тежка молекула и е по-трудно да бъде „отвята“ от слънчевия вятър.

Допълнителни фактори за запазване на атмосферата

Студената и дебела мантия, наличието на радиоактивни елементи, както и доставката на летливи вещества от комети и астероиди, могат да помогнат на една планета да запази или възстанови своята атмосфера.

• Студена мантия: При нея вулканичните изригвания започват по-късно.
• Дебела мантия и радиоактивни елементи: Планета с по-малко ядро и повече радиоактивни елементи в мантията задържа вътрешната си топлина по-дълго време. Това поддържа вулканичната дейност.
• Комети и астероиди: Сблъсъците с тези тела могат да доставят летливи елементи. Дори да създадат изцяло нова атмосфера.

Учените планират да приложат своя модел и към планети, обикалящи около червени джуджета, като тези в системата TRAPPIST-1.

Те също така ще проучат и светове, които са приливно заключени към своите звезди.

Изследването е публикувано в The Planetary Science Journal.