Экзопланета K2-18b, находящаяся в созвездии Льва, продолжает привлекать пристальное внимание астрофизиков. Ранее исследователи расходились во мнениях относительно того, является ли этот субнептун газовым «мини-нептуном» с массивной атмосферой или же «гицеаном» — миром с преобладанием водорода и глобальным жидким океаном на поверхности. Новая научная работа под руководством Такуи Фудзисавы убедительно подкрепляет гипотезу о существовании гицеанской планеты.
Чтобы проверить данное предположение, специалисты использовали комбинированную методику, которая включила в себя одномерное фотохимическое моделирование, расчеты радиационно-конвективного баланса и детальное воссоздание спектров пропускания. В основу модели легла гипотеза о наличии плотной газовой оболочки из водорода, метана и водяного пара, под которой простирается водная гладь.
Полученные результаты показали, что модель мира-океана с давлением водородного слоя около 1 бара, а также существенной долей метана и углекислого газа идеально соотносится с реальными замерами телескопа «Джеймс Уэбб». Данные, зафиксированные приборами NIRISS и NIRSpec в спектральном диапазоне от 0,8 до 5,2 микрометра, полностью укладываются в эту концепцию. Примечательно, что для точного совпадения ученым не понадобилось вводить в расчеты редкие экзотические соединения вроде диметилсульфида.
Иллюстрация: Nano Banana
Проведенные фотохимические симуляции демонстрируют, что химические реакции между водородом, метаном и водяным паром закономерно приводят к накоплению угарного газа в концентрации порядка 1–2%. Авторы исследования акцентируют внимание на том, что подобная газовая смесь порождает специфические вертикальные градиенты, которые и формируют характерные плоские участки на спектральных графиках.
Предложенная модель также доказывает, что в довольно широком диапазоне температурных и барических условий на поверхности K2-18b могут удерживаться стабильные водные просторы. Несмотря на то, что альтернативная версия о классическом газовом карлике пока не опровергнута полностью, текущие ограничения по объемам углекислого и угарного газов оставляют гипотезе о гицеане высокие шансы на подтверждение.
Данное исследование знаменует собой значимый этап на пути к разгадке тайн обитаемости внесолнечных миров. Особый статус гицеанов в астробиологии обусловлен тем, что жидкий океан, укрытый под водородной атмосферой, теоретически способен обеспечивать благоприятную среду для зарождения и поддержания живых организмов. Дальнейшие сеансы наблюдений с помощью космической обсерватории JWST позволят точнее исследовать состав атмосферы K2-18b и поставить точку в спорах о ее океанической природе.
