Гикеан: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[непроверенная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правка
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Нет описания правки
 
(не показаны 64 промежуточные версии 17 участников)
Строка 1: Строка 1:
[[Файл:Hyceanplanet.jpg|thumb|Художественное представление гикеана.]]
[[Файл:Oceanplanet_lucianomendez.JPG|thumb|right|Гипотетический гикеан с двумя своими спутниками (видение художника Лючиано Мендеса).]]
'''Гикеан''' ({{lang-en|hycean planet}}) — особый тип [[Экзопланета|экзопланет]] с океаном жидкой воды, под богатой водородом атмосферой.
'''Гикеан''' ({{lang-en|hycean planet}}) — гипотетический класс [[Экзопланета|экзопланет]] принадлежащих типу [[Планета-океан|планет-океанов]]. Гикеаны описываются как относительно тёплые или горячие миры, с высоким удельным содержанием водорода в недрах экзопланеты, на её поверхности (значительное покрытие водой) и в [[Атмосфера|атмосфере]], которые могут оказаться [[Жизнепригодность планеты|пригодны для жизни]].


== Название ==
== Название ==
Название образовано из [[Словослияние|портманто]] латинских слов '''hy'''drogenium ([[водород]]) и o'''cean''' ([[океан]]), что даёт из принятого в химии номенклатурного названия водорода '''''ги'''дрогениум'' и слова ''о'''кеан''''' слово «гикеан» по нормам русского языка.
Английское название был придумано в 2021 году командой исследователей экзопланет из [[Кембриджский университет|Кембриджского университета]] используя [[Словослияние|портманто]] латинских слов '''hy'''drogenium ([[водород]]) и o'''cean''' ([[океан]]), что, в свою очередь, позволяет образовать по нормам русского языка слово «гикеан» (из принятого в химии номенклатурного названия водорода '''''ги'''дрогениум'' и слова ''о'''кеан''''').


== Концепция ==
== Описание ==
Гикеан — это [[Список неподтверждённых экзопланет|гипотетический тип планеты]] с океанами жидкой воды под водородной атмосферой<ref name="Madhusudhan 2021, p.3">Madhusudhan, Piette and Constantinou 2021, p.3</ref>. Наличие внеземной жидкой воды делает гикеаны многообещающими кандидатами на [[Жизнепригодность планеты|планетарную обитаемость]]<ref name="no life"/><ref name="APJ-20210826">{{Cite journal |title=Habitability and Biosignatures of Hycean Worlds |date=2021-08-21 |volume=918 |doi=10.3847/1538-4357/abfd9c |issue=1 |last1=Madhusudhan |first1=Nikku |last2=Piette |first2=Anjali A. A. |last3=Constantinou |first3=Savvas |journal=The Astrophysical Journal |page=1 |s2cid=237290118 |arxiv=2108.10888 |bibcode=2021ApJ...918....1M |issn=0004-637X |doi-access=free }}</ref><ref name="TG-20210825">{{cite web|access-date=2021-08-30|first=Nicola|last=Davis|date=2021-08-30|language=en|title='Mini-Neptunes' beyond solar system may soon yield signs of life – Cambridge astronomers identify new hycean class of habitable exoplanets, which could accelerate search for life|url=https://www.theguardian.com/science/2021/aug/26/mini-neptune-beyond-solar-system-may-soon-yield-sign-life-hycean-exoplanet-cambridge-astronomer|website=The Guardian}}</ref>. Обычно считается, что они крупнее и массивнее [[Земля|Земли]]<ref name="Madhusudhan 2021, p.4">Madhusudhan, Piette and Constantinou 2021, p.4</ref>; Данные о плотности предполагают, что как каменистые [[Суперземля|суперземли]], так и [[:en:Sub-Neptune|суб-Нептуны]] (такие как [[K2-18 b]] и TOI-1231 b)<ref name="TG-20210825" /><ref name="ES-20210829" /> могут соответствовать этому типу, и поэтому ожидается, что они будут распространёнными [[экзопланета]]ми<ref name="APJ-20210826" />. По состоянию на 2023 г. подтвержденных гикеанов нет, но [[Кеплер (телескоп)|миссия «Кеплер»]] обнаружила множество кандидатов<ref name="no life">{{cite web |url= https://www.space.com/hycean-exoplanets-may-not-support-life|title= Hycean exoplanets may not be able to support life after all|first= Paul|last= Sutter|date=2023-05-02|publisher= Space.com|accessdate=2023-05-05}}</ref>.
По мнению широкого ряда исследователей<ref name="UoC">{{cite web |author=[[University of Cambridge]]|title=New class of habitable exoplanets represent a big step forward in the search for life |url=https://phys.org/news/2021-08-class-habitable-exoplanets-big-life.html |date=25 August 2021 |work=[[Phys.org]] |accessdate=27 August 2021 }}</ref><ref name="APJ-20210826">{{cite journal |last1=Madhusudhan |first=Nikku |last2=Piette |first2=Anjali a. A. |last3=Constantinou |first3=Savvas |title=Habitability and Biosignatures of Hycean Worlds |url=https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abfd9c |date=26 August 2021 |journal=[[The Astrophysical Journal]] |volume=918 |number=1 |doi=10.3847/1538-4357/abfd9c |accessdate=27 August 2021 }}</ref><ref>{{cite news |author=Staff |title=Astronomers Identify New Class of Exoplanets: Hycean Worlds |url=http://www.sci-news.com/astronomy/hycean-worlds-10004.html |date=26 August 2021 |work=[[Science News]] |accessdate=27 August 2021 }}</ref>, гикеанские миры, исходя из плотности планет, могут включать каменистые [[Суперземля|суперземли]], а также более обширные [[мининептун]]ы, и, как следствие, ожидается, что они будут многочисленны<ref name="APJ-20210826" /> среди экзопланет. Размер гикеанских планет может быть значительно больше по сравнению с предыдущими оценочными расчётами количества пригодных для жизни планет, с радиусом 2,6 земных (2,3 земных) и для массы 10,0 земных (5,0 земных)<ref name="APJ-20210826" />.


=== Свойства ===
[[Зона обитаемости]] (З.О.), ещё называемые «зона Златовласки», таких экзопланет может быть значительно шире, чем З.О. [[Двойник Земли|землеподобных планет]]. Соответствующая равновесная температура для внутренней границы З.О. может быть высокой, почти до ∼200 °C, для миров с солнцами класса [[Красный карлик|поздних М-карликов]]<ref name="APJ-20210826" />. Кроме того, планеты, подверженные [[Синхронное вращение|приливному захвату]] (как пример, система Луна — Земля) своим солнцем, могут быть мирами «тёмного гикеана» (жизнепригодные условия возможны только на их постоянно ночных сторонах) или мирами «холодного гикеана» (которые получают мало света от своих солнц.)<ref name="APJ-20210826" />.
Гикеаны могут быть значительно большими, чем предыдущие оценки для обитаемых планет, с радиусами, достигающими 2,6 {{R+}} (2,3 {{R+|nolink=1}}) и массами 10 {{M+}} (5 {{M+|nolink=1}})<ref name="Madhusudhan et al. 2023, p.1"/>. Более того, зона обитаемости для таких планет может быть значительно шире, чем у планет земного типа. Равновесная температура планеты может достигать {{convert|430|K|C}} для планет, вращающихся вокруг [[Красный карлик|поздних М-карликов]]<ref name="Madhusudhan 2021, p.9">Madhusudhan, Piette and Constantinou 2021, p.9</ref>. Однако, масса и радиус сами по себе не определяют состав планеты, так как тела с одинаковой массой и радиусом могут иметь различный состав: таким образом, данная планета может быть либо гикеаном, либо суперземлей<ref name="Madhusudhan 2021, p.6">Madhusudhan, Piette and Constantinou 2021, p.6</ref>.

Такие планеты могут иметь множество различных составов атмосферы и внутренних структур<ref name="Madhusudhan et al. 2023, p.1"/>. Также возможны [[Синхронное вращение|захваченные приливными силами]] «тёмные гикеаны» (пригодные для жизни только на стороне постоянной ночи)<ref name="Madhusudhan 2021, p.5">Madhusudhan, Piette and Constantinou 2021, p.5</ref> или «холодные гикеаны» (с незначительной иррадиацией, которые обогреваются [[Парниковый эффект|парниковым эффектом]])<ref name="Madhusudhan 2021, p.9"/>. Тёмные гикеанские миры могут образовываться, когда атмосфера не может эффективно переносить тепло с постоянной дневной стороны на постоянную ночную сторону<ref>Madhusudhan, Piette and Constantinou 2021, p.10</ref>, таким образом, ночная сторона имеет умеренные температуры, в то время как дневная сторона слишком горяча для жизнепригодности<ref name="Madhusudhan 2021, p.11">Madhusudhan, Piette and Constantinou 2021, p.11</ref>. Холодные гикеаны могут существовать даже при отсутствии собственных солнц, например, [[Планета-сирота|блуждающие планеты]]<ref name="Madhusudhan 2021, p.11"/>.

Хотя наличие воды может помочь им быть [[Жизнепригодность планеты|жизнепригодными планетами]], их жизнепригодность может быть ограничена возможным [[Взрывной парниковый эффект|взрывным парниковым эффектом]]. Водород реагирует на длины волн звездного света иначе, чем более тяжелые газы, такие как азот и кислород. Если планета вращается вокруг [[Аналоги Солнца|солнцеподобной звезды]] на расстоянии одной астрономической единицы (а. е.), температура будет настолько высокой, что океаны закипят, а вода превратится в пар. Текущие расчеты определяют обитаемую зону, в которой вода будет оставаться жидкой при 1,6 а. е., если атмосферное давление аналогично земному, или при 3,85 а. е., если более вероятно, что давление будет десятикратным-двадцатикратным. Все нынешние кандидаты в гикеаны расположены в зоне, где океаны могли бы закипеть, и, таким образом, маловероятно, что у них есть настоящие океаны жидкой воды<ref name="no life" />. Другим ограничивающим фактором является то, что рентгеновское и ультрафиолетовое излучение звёзд (особенно активных) может разрушать молекулы воды<ref name="Madhusudhan 2021, p.5"/>.

=== Особенности ===
* Считается, что гикеаны покрыты океанами<ref name="Madhusudhan 2021, p.12"/>.
* Они имеют [[Халькогеноводороды|богатую водородом]] атмосферу. Считается, что атмосферы на гикеанах состоят из [[водород]]а, [[Гелий|гелия]] и [[Водяной пар|водяного пара]]<ref name="Madhusudhan 2021, p.3"/>.
* Считается, что тёмные гикеаны распространены вокруг красных карликов<ref name="Madhusudhan 2021, p.3"/>. Красные карлики — наиболее распространенный тип звёзд в галактике [[Млечный Путь]]<ref>Gargaud ''et al.'' 2011, Red Dwarf</ref>.
* Они рассматриваются как перспективные места для поиска внеземной жизни. Гикеаны содержат ингредиенты, необходимые для жизни, включая жидкую воду, энергию и [[Органические вещества|органические молекулы]]<ref name="Madhusudhan 2021, p.12"/>.
* В их атмосферах может быть меньше [[метан]]а и [[аммиак]]а, чем в сопоставимых планетах, подобных [[Нептун]]у, если у них есть водные океаны<ref name="Madhusudhan 2021, p.4"/>.
* У них может быть гораздо более высокая доступность свободной энергии для их экосистем, чем у Земли<ref>{{cite journal |last1=Petraccone |first1=Luigi |title=Planetary entropy production as a thermodynamic constraint for exoplanet habitability |journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society |date=2023-11-27 |volume=527 |issue=3 |pages=5547–5552 |doi=10.1093/mnras/stad3526 |url=https://academic.oup.com/mnras/article/527/3/5547/7425639 |language=en|doi-access=free }}</ref>.


== Поиск гикеанов ==
== Поиск гикеанов ==
Гикеаны могут поддерживать внеземную жизнь, несмотря на то, что их свойства резко отличаются от земных. Астрономы планируют использовать телескопы, такие как [[Джеймс Уэбб (телескоп)|космический телескоп имени Джеймса Уэбба]], для поиска гикеанов и изучения их потенциала для жизни<ref>{{Cite web |last=Darling |first=David |title=Hycean planet |url=http://www.daviddarling.info/encyclopedia/H/Hycean_planet.html |access-date=2023-05-24 |website=www.daviddarling.info}}</ref>.
⚫
[[Файл:K2-18 system.jpg|thumb|right|Схема «зоны Златовласки» планетной системы красного карлика [[K2-18]], с орбитами суперземли [[K2-18 b|K2-18b]] и второго кандидата — газового гиганта [[K2-18c]].]]
Подходящие кандидаты обращаются вокруг красных карликов на расстоянии 35—150 [[световой год|св. лет]] от нашей [[Солнечная система|Солнечной системы]], что достаточно близко по астрономическим меркам. Запланировано наблюдение посредством JWST за одним из наиболее многообещающих кандидатов — планетой [[K2-18 b|K2-18b]] в [[Лев (созвездие)|созвездии Льва]], открытой в 2015 году<ref name="UoC" />,


Искомые биосигнатуры включают присутствие таких веществ как [[кислород]], [[озон]], [[метан]] и [[закись азота]], которые все есть на Земле. Есть также ряд других дополнительных биомаркеров, вроде молекул [[метилхлорид]]а и [[диметилсульфид]]а, которых на Земле гораздо меньше, но они могут стать многообещающими индикаторами жизни на планетах с насыщенной водородом атмосферой, где доля кислорода или озона не так велика<ref name="UoC" />.
Искомые биосигнатуры включают присутствие таких веществ как [[кислород]], [[озон]], [[метан]] и [[закись азота]], которые все есть на Земле. Есть также ряд других дополнительных биологических маркеров, вроде молекул [[метилхлорид]]а и [[диметилсульфид]]а, которых на Земле гораздо меньше, но они могут стать многообещающими индикаторами жизни на планетах с насыщенной водородом атмосферой, где доли кислорода или [[озон]]а не так велики<ref name="UoC" />.


=== Кандидаты ===
Ожидается, что спектроскопические наблюдения гикеанских планет на предмет биосигнатур могут быть начаты, в скором времени, с помощью телескопов как наземного размещения, так и, в особенности, внеземного размещения, таких как [[Джеймс Уэбб (телескоп)|космический телескоп Джеймса Вебба]] (JWST)<ref name="APJ-20210826" /><ref>{{cite news |author=Staff |title=Alien life could be living on big 'Hycean' exoplanets |url=https://www.bbc.co.uk/newsround/58308604 |date=27 August 2021 |work=[[BBC News]] |accessdate=27 August 2021 }}</ref>, запуск которого запланирован на 2021 год.
==== K2-18 b ====
⚫
[[Файл:K2-18 system.jpg|thumb|250пкс|Схема [[Зона обитаемости|зоны обитаемости]] системы красного карлика [[K2-18]], с орбитами планеты [[K2-18 b]] и второго кандидата — [[K2-18 c]].]]
Одной из таких планет-кандидатов является [[K2-18 b]], которая обращается вокруг слабой звезды с периодом около 33 дней. Эта планета-кандидат может иметь жидкую воду, содержать значительное количество газообразного водорода в атмосфере и располагается достаточно далеко от своего солнца, чтобы пребывать в [[Зона обитаемости|зоне обитаемости]] звёздной системы. Такие планеты-кандидаты могут быть изучены на наличие [[биомаркер]]ов<ref>{{Cite web |title=Hycean Planets {{!}} StarDate Online |url=https://stardate.org/radio/program/2022-08-30 |access-date=2023-05-24 |website=stardate.org}}</ref>
<ref>{{cite journal |last1=Piaulet |first1=Caroline |last2=Benneke |first2=Björn |last3=Almenara |first3=Jose M. |last4=Dragomir |first4=Diana |last5=Knutson |first5=Heather A. |last6=Thorngren |first6=Daniel |last7=Peterson |first7=Merrin S. |last8=Crossfield |first8=Ian J. M. |last9=M. -R. Kempton |first9=Eliza |last10=Kubyshkina |first10=Daria |last11=Howard |first11=Andrew W. |last12=Angus |first12=Ruth |last13=Isaacson |first13=Howard |last14=Weiss |first14=Lauren M. |last15=Beichman |first15=Charles A. |last16=Fortney |first16=Jonathan J. |last17=Fossati |first17=Luca |last18=Lammer |first18=Helmut |last19=McCullough |first19=P. R. |last20=Morley |first20=Caroline V. |last21=Wong |first21=Ian |title=Evidence for the volatile-rich composition of a 1.5-Earth-radius planet |journal=Nature Astronomy |date=February 2023 |volume=7 |issue=2 |pages=206–222 |doi=10.1038/s41550-022-01835-4 |arxiv=2212.08477 |bibcode=2023NatAs...7..206P |s2cid=254764810 |url=https://www.nature.com/articles/s41550-022-01835-4 |language=en |issn=2397-3366}}</ref>. В 2023 году [[Джеймс Уэбб (телескоп)|космический телескоп «Джеймс Уэбб»]] обнаружил [[углекислый газ]] и [[метан]] в атмосфере K2-18 b, но не обнаружил большого количества [[аммиак]]а. Это подтверждает гипотезу о том, что у K2-18 b действительно может быть водный океан. Те же наблюдения также предполагают, что атмосфера K2-18 b может содержать [[диметилсульфид]], соединение, связанное с жизнью на Земле, хотя это еще предстоит подтвердить<ref name="Yan 2023">{{cite web |last=Yan |first=Isabelle |title=Webb Discovers Methane, Carbon Dioxide in Atmosphere of K2-18 b |website=NASA |date=2023-09-08 |url=https://www.nasa.gov/goddard/2023/webb-discovers-methane-carbon-dioxide-in-atmosphere-of-k2-18b/ |access-date=2023-09-12}}</ref>. Другая возможность заключается в том, что K2-18 b представляет собой [[Планета, покрытая лавой|мир расплавленной лавы]] с водородной атмосферой<ref>{{cite journal |last1=Shorttle |first1=Oliver |last2=Jordan |first2=Sean |last3=Nicholls |first3=Harrison |last4=Lichtenberg |first4=Tim |last5=Bower |first5=Dan J. |title=Distinguishing Oceans of Water from Magma on Mini-Neptune K2-18b |journal=The Astrophysical Journal Letters |date=February 2024 |volume=962 |issue=1 |pages=L8 |doi=10.3847/2041-8213/ad206e |doi-access=free |language=en |issn=2041-8205|arxiv=2401.05864 |bibcode=2024ApJ...962L...8S }}</ref>.


==== Другие кандидаты ====
⚫
== Примечания ==
* [[K2-3b|K2-3 b]] — потенциальный тёмный гикеан<ref name="Madhusudhan 2021, p.6"/>, но может быть слишком горячий<ref name="Pierrehumbert2023">{{cite journal |last1=Pierrehumbert |first1=Raymond T. |title=The Runaway Greenhouse on Sub-Neptune Waterworlds |journal=The Astrophysical Journal |date=2023-02-01|volume=944 |issue=1 |pages=20 |doi=10.3847/1538-4357/acafdf |arxiv=2212.02644 |bibcode=2023ApJ...944...20P |doi-access=free }}</ref>.
⚫
{{Примечания}}
* [[:en:K2-3c|K2-3 c]]<ref name="Madhusudhan 2021, p.6"/> — может быть слишком горячей планетой<ref name="Pierrehumbert2023" />.
* [[Kepler-138|Kepler-138 d]]<ref>{{cite journal |last1=Piaulet |first1=Caroline |last2=Benneke |first2=Björn |last3=Almenara |first3=Jose M. |last4=Dragomir |first4=Diana |last5=Knutson |first5=Heather A. |last6=Thorngren |first6=Daniel |last7=Peterson |first7=Merrin S. |last8=Crossfield |first8=Ian J. M. |last9=M.-R. Kempton |first9=Eliza |last10=Kubyshkina |first10=Daria |last11=Howard |first11=Andrew W. |last12=Angus |first12=Ruth |last13=Isaacson |first13=Howard |last14=Weiss |first14=Lauren M. |last15=Beichman |first15=Charles A. |last16=Fortney |first16=Jonathan J. |last17=Fossati |first17=Luca |last18=Lammer |first18=Helmut |last19=McCullough |first19=P. R. |last20=Morley |first20=Caroline V. |last21=Wong |first21=Ian |title=Evidence for the volatile-rich composition of a 1.5-Earth-radius planet |journal=Nature Astronomy |date=2022-12-15 |volume=7 |issue=2 |pages=206–222 |doi=10.1038/s41550-022-01835-4 |arxiv=2212.08477 |bibcode=2023NatAs...7..206P |s2cid=254764810 |url=https://www.nature.com/articles/s41550-022-01835-4 |language=en}}</ref> — ?
* [[:en:LTT 1445|LTT 1445 A b]]<ref name="Madhusudhan 2021, p.6"/> — но может быть слишком горячей планетой<ref name="Pierrehumbert2023" /> и крайне бедной водой<ref>{{cite journal |last1=Phillips |first1=Caprice L |last2=Wang |first2=Ji |last3=Edwards |first3=Billy |last4=Martínez |first4=Romy Rodríguez |last5=Asnodkar |first5=Anusha Pai |last6=Gaudi |first6=B Scott |title=Exploring the potential of ''Twinkle'' to unveil the nature of LTT 1445 Ab |journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society |date=2023 |volume=526 |issue=2 |pages=2251–2264 |doi=10.1093/mnras/stad2822 |url=https://academic.oup.com/mnras/article/526/2/2251/7276613 |language=en}}</ref>.
* [[TOI-732|TOI-732 c]]<ref name="Madhusudhan 2021, p.6"/> — может быть слишком горячей планетой<ref name="Pierrehumbert2023" />.
* [[TOI-1266 c]]<ref name="Madhusudhan 2021, p.6"/> — может быть слишком горячей планетой<ref name="Pierrehumbert2023" />.
* [[L 98-59|TOI-175 d]]<ref name="Madhusudhan 2021, p.6"/> — может быть слишком горячей планетой<ref name="Pierrehumbert2023" />.
* [[TOI-2136 b]]<ref>{{cite journal |last1=Kawauchi |first1=K. |last2=Murgas |first2=F. |last3=Palle |first3=E. |last4=Narita |first4=N. |last5=Fukui |first5=A. |last6=Hirano |first6=T. |last7=Parviainen |first7=H. |last8=Ishikawa |first8=H. T. |last9=Watanabe |first9=N. |last10=Esparaza-Borges |first10=E. |last11=Kuzuhara |first11=M. |last12=Orell-Miquel |first12=J. |last13=Krishnamurthy |first13=V. |last14=Mori |first14=M. |last15=Kagetani |first15=T. |last16=Zou |first16=Y. |last17=Isogai |first17=K. |last18=Livingston |first18=J. H. |last19=Howell |first19=S. B. |last20=Crouzet |first20=N. |last21=Leon |first21=J. P. de |last22=Kimura |first22=T. |last23=Kodama |first23=T. |last24=Korth |first24=J. |last25=Kurita |first25=S. |last26=Laza-Ramos |first26=A. |last27=Luque |first27=R. |last28=Madrigal-Aguado |first28=A. |last29=Miyakawa |first29=K. |last30=Morello |first30=G. |last31=Nishiumi |first31=T. |last32=Rodríguez |first32=G. E. F. |last33=Sánchez-Benavente |first33=M. |last34=Stangret |first34=M. |last35=Teng |first35=H. |last36=Terada |first36=Y. |last37=Gnilka |first37=C. L. |last38=Guerrero |first38=N. |last39=Harakawa |first39=H. |last40=Hodapp |first40=K. |last41=Hori |first41=Y. |last42=Ikoma |first42=M. |last43=Jacobson |first43=S. |last44=Konishi |first44=M. |last45=Kotani |first45=T. |last46=Kudo |first46=T. |last47=Kurokowa |first47=T. |last48=Kusakabe |first48=N. |last49=Nishikawa |first49=J. |last50=Omiya |first50=M. |last51=Serizawa |first51=T. |last52=Tamura |first52=M. |last53=Ueda |first53=A. |last54=Vievard |first54=S. |title=Validation and atmospheric exploration of the sub-Neptune TOI-2136b around a nearby M3 dwarf |journal=Astronomy & Astrophysics |date=2022-10-01|volume=666 |pages=A4 |doi=10.1051/0004-6361/202243381 |arxiv=2202.10182 |bibcode=2022A&A...666A...4K |s2cid=247011479 |url=https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2022/10/aa43381-22/aa43381-22.html |language=en |issn=0004-6361}}</ref> — ?
* [[:en:TOI-270|TOI-270 c]] — потенциальный тёмный гикеан<ref name="Madhusudhan 2021, p.6"/>, но может быть слишком горячий<ref name="Pierrehumbert2023" />.
* [[:en:TOI-270|TOI-270 d]]<ref name="Madhusudhan 2021, p.6"/> — может быть слишком горячей планетой<ref name="Pierrehumbert2023" />.
* [[TOI-776 b]] — потенциальный тёмный гикеан<ref name="Madhusudhan 2021, p.6"/>, но может быть слишком горячий<ref name="Pierrehumbert2023" />.
* [[TOI-776 c]]<ref name="Madhusudhan 2021, p.6"/> — может быть слишком горячей планетой<ref name="Pierrehumbert2023" />.


== См. также ==
== См. также ==
{{колонки|30em}}
* [[Внеземная жизнь]]
* [[Внеземная жизнь]]
* [[Альтернативная биохимия]]
* [[Альтернативная биохимия]]
* [[Углеродный шовинизм]]
* [[Углеродный шовинизм]]
* [[Экстремофилы]]
* [[Суперобитаемая планета]]
* [[Жизнепригодность системы красного карлика]]
* [[:en:Проект MERMOZ|Проект MERMOZ]]
* [[Список экзопланет в обитаемой зоне]]
* [[Список экзопланет в обитаемой зоне]]
* [[Список ближайших экзопланет земного типа]]
* [[Список потенциально жизнепригодных экзопланет]]
{{колонки|конец}}

⚫
== Примечания ==
⚫
{{Примечания}}

{{Внеземная жизнь}}
{{Классы экзопланет}}
{{Проекты по поиску экзопланет}}
{{Вода}}


[[Категория:Вымышленные планеты]]
[[Категория:Классы экзопланет]]
[[Категория:Классы экзопланет]]
[[Категория:Планеты земной группы]]
[[Категория:Планеты земной группы]]

[[en:Hycean planet]]

Текущая версия от 21:47, 21 июля 2024

Художественное представление гикеана.

Гикеан (англ. hycean planet) — особый тип экзопланет с океаном жидкой воды, под богатой водородом атмосферой.

Название

[править | править код]

Английское название был придумано в 2021 году командой исследователей экзопланет из Кембриджского университета используя портманто латинских слов hydrogenium (водород) и ocean (океан), что, в свою очередь, позволяет образовать по нормам русского языка слово «гикеан» (из принятого в химии номенклатурного названия водорода гидрогениум и слова океан).

Описание

[править | править код]

Гикеан — это гипотетический тип планеты с океанами жидкой воды под водородной атмосферой[1]. Наличие внеземной жидкой воды делает гикеаны многообещающими кандидатами на планетарную обитаемость[2][3][4]. Обычно считается, что они крупнее и массивнее Земли[5]; Данные о плотности предполагают, что как каменистые суперземли, так и суб-Нептуны (такие как K2-18 b и TOI-1231 b)[4][6] могут соответствовать этому типу, и поэтому ожидается, что они будут распространёнными экзопланетами[3]. По состоянию на 2023 г. подтвержденных гикеанов нет, но миссия «Кеплер» обнаружила множество кандидатов[2].

Свойства

[править | править код]

Гикеаны могут быть значительно большими, чем предыдущие оценки для обитаемых планет, с радиусами, достигающими 2,6 R⊕ (2,3 R⊕) и массами 10 M⊕ (5 M⊕)[7]. Более того, зона обитаемости для таких планет может быть значительно шире, чем у планет земного типа. Равновесная температура планеты может достигать 430 K (157 °C) для планет, вращающихся вокруг поздних М-карликов[8]. Однако, масса и радиус сами по себе не определяют состав планеты, так как тела с одинаковой массой и радиусом могут иметь различный состав: таким образом, данная планета может быть либо гикеаном, либо суперземлей[9].

Такие планеты могут иметь множество различных составов атмосферы и внутренних структур[7]. Также возможны захваченные приливными силами «тёмные гикеаны» (пригодные для жизни только на стороне постоянной ночи)[10] или «холодные гикеаны» (с незначительной иррадиацией, которые обогреваются парниковым эффектом)[8]. Тёмные гикеанские миры могут образовываться, когда атмосфера не может эффективно переносить тепло с постоянной дневной стороны на постоянную ночную сторону[11], таким образом, ночная сторона имеет умеренные температуры, в то время как дневная сторона слишком горяча для жизнепригодности[12]. Холодные гикеаны могут существовать даже при отсутствии собственных солнц, например, блуждающие планеты[12].

Хотя наличие воды может помочь им быть жизнепригодными планетами, их жизнепригодность может быть ограничена возможным взрывным парниковым эффектом. Водород реагирует на длины волн звездного света иначе, чем более тяжелые газы, такие как азот и кислород. Если планета вращается вокруг солнцеподобной звезды на расстоянии одной астрономической единицы (а. е.), температура будет настолько высокой, что океаны закипят, а вода превратится в пар. Текущие расчеты определяют обитаемую зону, в которой вода будет оставаться жидкой при 1,6 а. е., если атмосферное давление аналогично земному, или при 3,85 а. е., если более вероятно, что давление будет десятикратным-двадцатикратным. Все нынешние кандидаты в гикеаны расположены в зоне, где океаны могли бы закипеть, и, таким образом, маловероятно, что у них есть настоящие океаны жидкой воды[2]. Другим ограничивающим фактором является то, что рентгеновское и ультрафиолетовое излучение звёзд (особенно активных) может разрушать молекулы воды[10].

Особенности

[править | править код]
  • Считается, что гикеаны покрыты океанами[13].
  • Они имеют богатую водородом атмосферу. Считается, что атмосферы на гикеанах состоят из водорода, гелия и водяного пара[1].
  • Считается, что тёмные гикеаны распространены вокруг красных карликов[1]. Красные карлики — наиболее распространенный тип звёзд в галактике Млечный Путь[14].
  • Они рассматриваются как перспективные места для поиска внеземной жизни. Гикеаны содержат ингредиенты, необходимые для жизни, включая жидкую воду, энергию и органические молекулы[13].
  • В их атмосферах может быть меньше метана и аммиака, чем в сопоставимых планетах, подобных Нептуну, если у них есть водные океаны[5].
  • У них может быть гораздо более высокая доступность свободной энергии для их экосистем, чем у Земли[15].

Поиск гикеанов

[править | править код]

Гикеаны могут поддерживать внеземную жизнь, несмотря на то, что их свойства резко отличаются от земных. Астрономы планируют использовать телескопы, такие как космический телескоп имени Джеймса Уэбба, для поиска гикеанов и изучения их потенциала для жизни[16].

Искомые биосигнатуры включают присутствие таких веществ как кислород, озон, метан и закись азота, которые все есть на Земле. Есть также ряд других дополнительных биологических маркеров, вроде молекул метилхлорида и диметилсульфида, которых на Земле гораздо меньше, но они могут стать многообещающими индикаторами жизни на планетах с насыщенной водородом атмосферой, где доли кислорода или озона не так велики[17].

Кандидаты

[править | править код]

K2-18 b

[править | править код]
Схема зоны обитаемости системы красного карлика K2-18, с орбитами планеты K2-18 b и второго кандидата — K2-18 c.

Одной из таких планет-кандидатов является K2-18 b, которая обращается вокруг слабой звезды с периодом около 33 дней. Эта планета-кандидат может иметь жидкую воду, содержать значительное количество газообразного водорода в атмосфере и располагается достаточно далеко от своего солнца, чтобы пребывать в зоне обитаемости звёздной системы. Такие планеты-кандидаты могут быть изучены на наличие биомаркеров[18] [19]. В 2023 году космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил углекислый газ и метан в атмосфере K2-18 b, но не обнаружил большого количества аммиака. Это подтверждает гипотезу о том, что у K2-18 b действительно может быть водный океан. Те же наблюдения также предполагают, что атмосфера K2-18 b может содержать диметилсульфид, соединение, связанное с жизнью на Земле, хотя это еще предстоит подтвердить[20]. Другая возможность заключается в том, что K2-18 b представляет собой мир расплавленной лавы с водородной атмосферой[21].

Другие кандидаты

[править | править код]
  • K2-3 b — потенциальный тёмный гикеан[9], но может быть слишком горячий[22].
  • K2-3 c[9] — может быть слишком горячей планетой[22].
  • Kepler-138 d[23] — ?
  • LTT 1445 A b[9] — но может быть слишком горячей планетой[22] и крайне бедной водой[24].
  • TOI-732 c[9] — может быть слишком горячей планетой[22].
  • TOI-1266 c[9] — может быть слишком горячей планетой[22].
  • TOI-175 d[9] — может быть слишком горячей планетой[22].
  • TOI-2136 b[25] — ?
  • TOI-270 c — потенциальный тёмный гикеан[9], но может быть слишком горячий[22].
  • TOI-270 d[9] — может быть слишком горячей планетой[22].
  • TOI-776 b — потенциальный тёмный гикеан[9], но может быть слишком горячий[22].
  • TOI-776 c[9] — может быть слишком горячей планетой[22].

См. также

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ 1 2 3 Madhusudhan, Piette and Constantinou 2021, p.3
  2. ↑ 1 2 3 Sutter, Paul Hycean exoplanets may not be able to support life after all. Space.com (2 мая 2023). Дата обращения: 5 мая 2023.
  3. ↑ 1 2 Madhusudhan, Nikku; Piette, Anjali A. A.; Constantinou, Savvas (2021-08-21). "Habitability and Biosignatures of Hycean Worlds". The Astrophysical Journal. 918 (1): 1. arXiv:2108.10888. Bibcode:2021ApJ...918....1M. doi:10.3847/1538-4357/abfd9c. ISSN 0004-637X. S2CID 237290118.
  4. ↑ 1 2 Davis, Nicola 'Mini-Neptunes' beyond solar system may soon yield signs of life – Cambridge astronomers identify new hycean class of habitable exoplanets, which could accelerate search for life (англ.). The Guardian (30 августа 2021). Дата обращения: 30 августа 2021.
  5. ↑ 1 2 Madhusudhan, Piette and Constantinou 2021, p.4
  6. ↑ Ошибка в сносках?: Неверный тег <ref>; для сносок ES-20210829 не указан текст
  7. ↑ 1 2 Ошибка в сносках?: Неверный тег <ref>; для сносок Madhusudhan et al. 2023, p.1 не указан текст
  8. ↑ 1 2 Madhusudhan, Piette and Constantinou 2021, p.9
  9. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Madhusudhan, Piette and Constantinou 2021, p.6
  10. ↑ 1 2 Madhusudhan, Piette and Constantinou 2021, p.5
  11. ↑ Madhusudhan, Piette and Constantinou 2021, p.10
  12. ↑ 1 2 Madhusudhan, Piette and Constantinou 2021, p.11
  13. ↑ 1 2 Ошибка в сносках?: Неверный тег <ref>; для сносок Madhusudhan 2021, p.12 не указан текст
  14. ↑ Gargaud et al. 2011, Red Dwarf
  15. ↑ Petraccone, Luigi (2023-11-27). "Planetary entropy production as a thermodynamic constraint for exoplanet habitability". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (англ.). 527 (3): 5547—5552. doi:10.1093/mnras/stad3526.
  16. ↑ Darling, David Hycean planet. www.daviddarling.info. Дата обращения: 24 мая 2023.
  17. ↑ Ошибка в сносках?: Неверный тег <ref>; для сносок UoC не указан текст
  18. ↑ Hycean Planets | StarDate Online. stardate.org. Дата обращения: 24 мая 2023.
  19. ↑ Piaulet, Caroline; Benneke, Björn; Almenara, Jose M.; Dragomir, Diana; Knutson, Heather A.; Thorngren, Daniel; Peterson, Merrin S.; Crossfield, Ian J. M.; M. -R. Kempton, Eliza; Kubyshkina, Daria; Howard, Andrew W.; Angus, Ruth; Isaacson, Howard; Weiss, Lauren M.; Beichman, Charles A.; Fortney, Jonathan J.; Fossati, Luca; Lammer, Helmut; McCullough, P. R.; Morley, Caroline V.; Wong, Ian (February 2023). "Evidence for the volatile-rich composition of a 1.5-Earth-radius planet". Nature Astronomy (англ.). 7 (2): 206—222. arXiv:2212.08477. Bibcode:2023NatAs...7..206P. doi:10.1038/s41550-022-01835-4. ISSN 2397-3366. S2CID 254764810.
  20. ↑ Yan, Isabelle Webb Discovers Methane, Carbon Dioxide in Atmosphere of K2-18 b. NASA (8 сентября 2023). Дата обращения: 12 сентября 2023.
  21. ↑ Shorttle, Oliver; Jordan, Sean; Nicholls, Harrison; Lichtenberg, Tim; Bower, Dan J. (February 2024). "Distinguishing Oceans of Water from Magma on Mini-Neptune K2-18b". The Astrophysical Journal Letters (англ.). 962 (1): L8. arXiv:2401.05864. Bibcode:2024ApJ...962L...8S. doi:10.3847/2041-8213/ad206e. ISSN 2041-8205.
  22. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Pierrehumbert, Raymond T. (2023-02-01). "The Runaway Greenhouse on Sub-Neptune Waterworlds". The Astrophysical Journal. 944 (1): 20. arXiv:2212.02644. Bibcode:2023ApJ...944...20P. doi:10.3847/1538-4357/acafdf.
  23. ↑ Piaulet, Caroline; Benneke, Björn; Almenara, Jose M.; Dragomir, Diana; Knutson, Heather A.; Thorngren, Daniel; Peterson, Merrin S.; Crossfield, Ian J. M.; M.-R. Kempton, Eliza; Kubyshkina, Daria; Howard, Andrew W.; Angus, Ruth; Isaacson, Howard; Weiss, Lauren M.; Beichman, Charles A.; Fortney, Jonathan J.; Fossati, Luca; Lammer, Helmut; McCullough, P. R.; Morley, Caroline V.; Wong, Ian (2022-12-15). "Evidence for the volatile-rich composition of a 1.5-Earth-radius planet". Nature Astronomy (англ.). 7 (2): 206—222. arXiv:2212.08477. Bibcode:2023NatAs...7..206P. doi:10.1038/s41550-022-01835-4. S2CID 254764810.
  24. ↑ Phillips, Caprice L; Wang, Ji; Edwards, Billy; Martínez, Romy Rodríguez; Asnodkar, Anusha Pai; Gaudi, B Scott (2023). "Exploring the potential of Twinkle to unveil the nature of LTT 1445 Ab". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (англ.). 526 (2): 2251—2264. doi:10.1093/mnras/stad2822.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
  25. ↑ Kawauchi, K.; Murgas, F.; Palle, E.; Narita, N.; Fukui, A.; Hirano, T.; Parviainen, H.; Ishikawa, H. T.; Watanabe, N.; Esparaza-Borges, E.; Kuzuhara, M.; Orell-Miquel, J.; Krishnamurthy, V.; Mori, M.; Kagetani, T.; Zou, Y.; Isogai, K.; Livingston, J. H.; Howell, S. B.; Crouzet, N.; Leon, J. P. de; Kimura, T.; Kodama, T.; Korth, J.; Kurita, S.; Laza-Ramos, A.; Luque, R.; Madrigal-Aguado, A.; Miyakawa, K.; Morello, G.; Nishiumi, T.; Rodríguez, G. E. F.; Sánchez-Benavente, M.; Stangret, M.; Teng, H.; Terada, Y.; Gnilka, C. L.; Guerrero, N.; Harakawa, H.; Hodapp, K.; Hori, Y.; Ikoma, M.; Jacobson, S.; Konishi, M.; Kotani, T.; Kudo, T.; Kurokowa, T.; Kusakabe, N.; Nishikawa, J.; Omiya, M.; Serizawa, T.; Tamura, M.; Ueda, A.; Vievard, S. (2022-10-01). "Validation and atmospheric exploration of the sub-Neptune TOI-2136b around a nearby M3 dwarf". Astronomy & Astrophysics (англ.). 666: A4. arXiv:2202.10182. Bibcode:2022A&A...666A...4K. doi:10.1051/0004-6361/202243381. ISSN 0004-6361. S2CID 247011479.
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Гикеан&oldid=139115071