Астрономи откриха как екзопланета с вечен ден и вечна нощ може да развива живот

Странна планета, разположена на около 48,5 светлинни години от Земята, може да изглежда твърде екстремна, за да поддържа живот. Едната ѝ страна е постоянно изложена на интензивна топлина, докато другата остава в безкраен мрак и леден студ.

Ново изследване обаче разкрива, че този суров свят все пак може да има области, в които животът би могъл да оцелее. Проучването, публикувано в списание Nature Communications, се фокусира върху скалистата екзопланета LHS 3844b, обикаляща около малка, хладна червена звезда джудже, наречена LHS 3844.

Тъй като планетата е толкова близо до своята звезда, тя е „приливно заключена“. Това означава, че тя се върти точно около оста си със същата скорост, с която обикаля около звездата си – точно както нашата Луна винаги е обърната с една и съща страна към Земята.

В резултат на това едната нейна страна планетата е постоянно осветена от слънчева светлина и е изложена на екстремни температури, които могат да достигнат между 1000 и 2000 келвина. Противоположната страна никога не вижда слънчева светлина и температурата там може да е близка до абсолютната нула – най-ниската възможна температура.

На пръв поглед тези условия изглеждат несъвместими с живота. Въпреки това изследователи от Университета на Пенсилвания, Японската агенция за морски и земни науки и технологии и Университета Хокайдо обаче са решили да проучат какво се случва под повърхността на планетата.

Вместо да се съсредоточат върху атмосферата, те проучват мантията на планетата – дебелият слой от гореща скална маса между кората и ядрото. Движението на този скален материал играе важна роля в разпределянето на топлината по повърхността на планетата.

Тъй като е невъзможно да бъде създадена истинска екзопланета в лаборатория, екипът разработил находчив експеримент с малък резервоар, напълнен с гъста глицеринова течност.

Те добавили специални термочувствителни кристали, променящи цвета си при затопляне или охлаждане на течността. Чрез нагряване на едната страна на резервоара и охлаждане на другата те пресъздали температурната разлика между постоянно осветената и постоянно затъмнената страна на планетата.

Експериментът разкрил изненадващо прост модел. Горещият материал се издига под нагрятата страна на планетата, бавно се движи през горната част на мантията, охлажда се при достигането на тъмната страна, след което потъвал и се връща под повърхността. Така се създава една голяма, устойчива циркулационна система, която непрекъснато пренася топлина от горещата към студената страна.

За разлика от земната мантия, която постоянно се променя заради движението на тектоничните плочи, тази циркулация остава стабилна и предвидима.

Изследователите наблюдавали също издигащи се колони от гореща материя, известни като мантийни плюмове. На Земята тези плюмове се придвижват с течение на времето и създават вулканични горещи точки като Хавайските острови и Исландия. На симулираната екзопланета обаче плюмове били фиксирани под едно и също място, тъй като планетата винаги е обърната към своята звезда по един и същи начин.

Този постоянен топлинен поток може да създаде области между горещата и студената страна, където температурите са много по-умерени. Такива „зони на полумрак“ може би предлагат условия, които са далеч по-подходящи за живот, отколкото учените са смятали досега.

Проучването също така предполага, че този необичаен вътрешен процес на циркулация може да влияе върху течното ядро на планетата и евентуално да спомага за създаването на магнитно поле, макар че са необходими още изследвания, за да се потвърди тази хипотеза.

Изследователите смятат, че техните открития показват, че приливно заключените планети не трябва автоматично да бъдат изключвани като места, където може да съществува живот.