Учёные выяснили, как экзопланеты создают собственную воду

Эксперименты с лазерным нагревом в алмазной наковальне на силикатных расплавах в водородной среде. Автор: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09630-7

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, предлагает объяснение, почему значительная часть экзопланет имеет воду на поверхности, даже когда её существование кажется невозможным.

Вода там, где её быть не должно

Особую категорию экзопланет размером между Землёй и Нептуном, называемых «суб-Нептунами», обычно окружает оболочка из водорода или воды. Это логично, если планета сформировалась далеко от звезды, где вода может существовать в виде льда. Однако некоторые из этих планет находятся гораздо ближе к своим звёздам, где слишком жарко для существования поверхностной воды.

Хотя часть воды может поступать от комет и астероидов, этого недостаточно для объяснения огромного количества воды на этих планетах.

Вода из неожиданного источника

Новое исследование предлагает другое объяснение — планеты создают воду из собственных каменистых ядер и водородных атмосфер.

Авторы исследования пишут:

«Мы сообщаем об экспериментальных свидетельствах реакций между тёплым, плотным водородным флюидом и силикатным расплавом, которые высвобождают кремний из магмы с образованием сплавов и гидридов при высоких давлениях. Мы обнаружили, что кислород, высвобождаемый из силикатного расплава, реагирует с водородом, производя значительное количество воды — до нескольких десятков процентов по массе, что намного больше, чем предсказывалось ранее».

Автор: Pixabay/CC0 Public Domain

Высокие давления на суб-Нептунах, которые могут в 10 000 раз превышать давление земной атмосферы, вызывают переход силикатных пород в магматическую форму. Кислород затем свободно реагирует с водородом в атмосфере и создаёт воду — и, по-видимому, в очень больших количествах.

Эти реакции также объясняют существование как богатых водородом, так и богатых водой внешних оболочек. По мере того как водород в богатой водородом планете расходуется на создание воды, планета превращается в более богатую водой.

Авторы исследования объясняют:

«Реакция, о которой мы сообщаем здесь, предполагает, что эти типы планет могут быть фундаментально связаны: богатые водородом суб-Нептуны могут быть предшественниками богатых водой суб-Нептунов и суперземель».

Новое понимание формирования экзопланет

Это новое представление о формировании воды на планетах имеет важные последствия для учёных. Оно ставит под сомнение идею о том, что богатые водой планеты должны формироваться далеко от своих звёзд, предполагая, что водные миры могут быть более распространёнными и формироваться в неожиданных местах.

Это также меняет взгляд учёных на потенциал жизни на других планетах, расширяя диапазон планет, которые могут иметь воду.

Будущие эксперименты могут включить более широкий спектр планетарных материалов и условий для изучения большего планетарного разнообразия.