Пока общественность активно обсуждает возможность существования жизни на планетах, открытых космическим телескопом «Кеплер», американские ученые Эрик Свитцер (Eric R. Switzer) и Дориан Эббот (Dorian S. Abbot) рассмотрели условия для поддержания жизни на планетах-бродягах, выброшенных некогда из своих планетных систем и теперь свободно плавающих в межзвездном пространстве. Авторы разместили свою статью 5-го февраля в препринтах.

Тема планет, не привязанных к какой-либо звезде, довольно слабо изучена. Современная теория допускает возможность выброса планеты из формирующейся планетной системы после гравитационного взаимодействия с массивным телом вроде Юпитера. В последнее десятилетие были открыты первые кандидаты на звание планет-бродяг (например, пара планета — коричневый карлик 2M1207). Свитцер и Эббот подошли к проблеме нетривиально: они провели анализ физических характеристик космического объекта, который мог бы поддерживать жидкий океан без получения тепла от звезды. Такой океан находился бы под толстым слоем льда (как в случае гипотетических океанов Энцелада и Европы) и согревался бы исключительно внутренним теплом планеты. В таком океане условия могут благоприятствовать развитию жизни того же типа, что существует на Земле возле горячих источников и подводных вулканов.

Авторы, назвавшие подобную гипотетическую планету «степным волком» (The Steppenwolf — очевидно, ссылаясь на роман Германа Гессе), ставят в статье такие вопросы:

1. Какова должна быть масса планеты, имеющей строение и возраст, схожие с земными, чтобы поддерживать жидкий океан подо льдом?

2. Можно ли обнаружить такую планету, если она забредет в Солнечную Систему, и если да, то на каком расстоянии?

Выводы, к которым пришли ученые, весьма любопытны. Оказывается, для того, чтобы земные океаны и моря не промерзли до дна, планета должна быть примерно в 3,5 раза массивнее Земли. Если же планета-бродяга имеет в 10 раз больший объем воды или тонкую криоатмосферу, то масса планеты может составлять всего 0,3 массы Земли. Современные обзоры Pan-STARRS и LSST, а также космический телескоп «Гершель» позволяют обнаружить отраженный солнечный свет и собственное тепловое излучение подобного тела на расстоянии в 1-4 тысячи астрономических единиц от Земли в зависимости от размеров и отражающей способности планеты. Если во время формирования планетных систем выбрасывается в среднем одна планета с массой Земли, то такие обзоры как GEST (Galactic Exoplanet Survey Telescope) смогут обнаружить до 20 планет-бродяг.

В заключение авторы замечают, что океан под слоем льда может существовать на «степном волке» до тех пор, пока не исчерпаются источники внутреннего тепла. Этот период времени определяется периодами полураспада радиоактивных атомов калий-40, уран-238 и т. д. и равен 1-5 миллиарда лет, что вполне допускает биологическую эволюцию в океане планеты-бродяги.

Статья в arXiv.