Учените регистрираха аномални дъждове в недрата на младите екзопланети

Дъжд може да падне в недрата на планетите — не атмосферни, а вътрешни, образувани от вода и водород. Ново проучване на учени от Калифорнийския университет в Лос Анджелис и Принстън показа, че при екстремни температури и налягания тези два елемента се смесват в младите планети и след това се разделят, причинявайки силен дъжд. Този процес може значително да промени начина, по който мислим за образуването на екзопланетите и дори да обясни необяснимите явления в нашата Слънчева система, включително и изненадващо ниската термична активност на Уран.

По време на формирането си планетите имат изключително високи температури, а атмосферата им се състои от хомогенна смес от водород и вода. С течение на времето планетата се охлажда и тези вещества започват да се разделят. Водата се утаява дълбоко в атмосферата, образувайки „вътрешен дъжд“, докато водородът се издига, образувайки външна обвивка. Този процес не само променя структурата на атмосферата, но е придружен и от отделяне на топлина, което влияе върху еволюцията на планетата в продължение на милиарди години.

Учените са моделирали тези явления с помощта на суперкомпютърни симулации, тъй като провеждането на такива експерименти в лаборатория е физически невъзможно. В симулациите са използвани няколкостотин водородни и водни атоми, за да се изследва тяхното поведение на квантово ниво. Проучването показва, че водородът и водата могат да се смесват или разделят в зависимост от вътрешната температура на планетата.

Тези резултати могат да обяснят защо Уран излъчва много по-малко топлина от Нептун с подобен размер. Според една версия, водният дъжд е бил по-активен в недрата на Нептун, така че произвежда повече топлина. А Уран е по-„сух“ в този смисъл и съответно е по-студен.

Констатациите на изследването се отнасят и за потенциално обитаемите екзопланети с водородна атмосфера и водни океани, като K2−18 b или TOI-270 d. Ако техните вътрешни температури са достатъчно високи, водородът и водата може изобщо да не се разделят, образувайки хомогенна течност. Това открива нови начини да разберем как са структурирани планетите извън Слънчевата система.