Британские ученые выяснили, что ледяные кометы при столкновении с экзопланетами могут изменять их климат и атмосферу. Согласно результатам компьютерного моделирования, даже одна большая комета может превратить мертвую, холодную экзопланету в более теплый и потенциально пригодный для жизни мир.
Исследователи смоделировали столкновение большой кометы с планетой, подобной TRAPPIST-1e. Это одна из наиболее изученных экзопланет в зоне, пригодной для жизни, вращающейся вокруг красного карлика. Красные карлики (звезды спектрального класса M) — более холодные и менее яркие, чем Солнце, однако они — самый распространенный тип звезд во Вселенной. Планеты, вращающиеся рядом с такими звездами, часто расположены очень близко к ним и могут быть приливными блокированными, то есть постоянно повернуты к звезде одной стороной. Это создает чрезвычайно экстремальные условия: дневная сторона может быть слишком горячей и сухой, а ночная — ледяной и холодной.
Когда с такой планетой сталкивается большая комета, состоящая преимущественно из водяного льда, в атмосферу высвобождается большое количество водяного пара. Часть этого пара попадает в верхние слои атмосферы, где может задерживаться надолго, изменяя тепловой баланс планеты. Водяной пар в высоких слоях действует подобно парниковому «одеялу»: он поглощает тепло, исходящее от планеты, и удерживает его, повышая температуру поверхности. Это похоже на естественный парниковый эффект, известный на Земле.
Кроме того, под воздействием ультрафиолетового излучения молекулы воды расщепляются на водород и кислород. Этот процесс, а также последующие химические реакции, могут приводить к образованию парниковых газов, таких как метан и оксид азота. Они значительно эффективнее в нагревании планеты, чем углекислый газ.
Следовательно, моделирование показывает, что даже одно крупное столкновение может вызвать изменения климата, которые продлятся десятки или даже сотни лет. За это время на планете может появиться вода в жидком состоянии. Это создает кратковременное, но важное «окно возможностей» для зарождения жизни.
Это исследование помогает лучше понять, как экзопланеты, которые изначально кажутся нежизнеспособными, могут получить шанс на формирование благоприятных условий. Подобные катастрофические события могли иметь значение и в прошлом Земли. По одной из гипотез, именно кометы доставили на нашу планету первые запасы воды, необходимые для развития жизни.
Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.
