Меньше и холоднее газовых гигантов, Нептун и Уран классифицируются как ледяные гиганты. На верхушках облаков очень мало воды, но процент воды увеличивается, когда вы спускаетесь к более тяжелому ядру. Может ли быть слой на Нептуне с достаточным давлением и температурой, чтобы жидкая вода могла превратиться в обширные океаны? А если не Нептун, то как насчет нептуноподобной планеты, вращающейся вокруг другой звезды?
Сначала немного о Нептуне. Эта «ледяная гигантская» планета вращается вокруг Солнца на расстоянии около 30 а.е. (в 30 раз больше расстояния от Земли до Солнца). Температура его поверхности холодная на 50 градусов выше абсолютного нуля, но температура повышается по мере того, как вы опускаетесь вниз через верхушки облаков из-за остаточного тепла от его образования. Его верхняя атмосфера содержит 80% водорода и 19% гелия с несколькими другими химическими веществами.
Следовые количества воды видны в верхних слоях атмосферы Нептуна, но астрономы считают, что соотношение воды увеличивается, когда вы проходите через верхушки облаков. Ученые-планетологи предположили, что вода может существовать глубоко в твердом ядре Нептуна в ионном состоянии, где температура составляет тысячи градусов Кельвина. Но может быть место выше, где температуры ниже (менее 800 К) и давление более разумное (менее 20 кбар), чем могут образоваться огромные океаны жидкой воды.
Но это сложный баланс. Может ли океан образоваться, зависит от смеси воды и газа в атмосфере при правильных температурах. Когда вы спускаетесь через атмосферу, отношение воды к водороду увеличивается. В то же время вода может конденсироваться только из атмосферы, когда температура достаточно низкая. Если будет слишком жарко или соотношение воды слишком низкое, вы просто получите облако - что-то вроде тумана над более твердым внутренним пространством Нептуна.
Но если температура достаточно низкая при правильном давлении и в атмосфере достаточно воды, она должна конденсироваться, образуя слой океана, прежде чем начнутся облака.
Исследователи Слоан Дж. Викторович и Эндрю П. Ингерсолл из Калифорнийского технологического института в Пасадене сделали расчеты для Нептуна в своей новой статье: Жидкая вода океанов в ледяных гигантах.
Согласно данным, собранным на Земле и космическом корабле «Вояджер», Нептун, вероятно, слишком сухой и слишком теплый для образования этих океанов. Wiktorowicz и Ingersoll подсчитали, что вероятность возникновения Мирового океана на Нептуне составляет менее 15%. Но по мере того, как Нептун охлаждается со временем - возможно, через миллиард лет или около того - вероятность водных океанов увеличивается до 40%.
Нептун, возможно, не был бы хорошим кандидатом, но внесолнечные планеты могли бы отвечать всем требованиям. По мере совершенствования методов обнаружения внесолнечных планет астрономы должны искать планеты класса Нептун с температурой поверхности ниже, чем у Нептуна, но с более высоким соотношением воды в атмосфере.
И их должно быть легче обнаружить, чем маленькие каменистые планеты рядом с их родительскими звездами.
