Екзопланета Gl 514 b: рідка вода на витягнутій орбіті

Пошук світів, придатних для життя, зазвичай зосереджений на планетах із майже коловими орбітами. Однак нове кліматичне моделювання показує, що навіть об'єкт із сильно витягнутим шляхом навколо зорі може мати стабільні водні резервуари.

Екзопланета Gl 514 b розташована за 25 світлових років від Землі. Вона обертається навколо червоного карлика спектрального класу M0.5. Орбітальний ексцентриситет оцінюється приблизно в 0,45, що означає значні коливання відстані до світила протягом року. Через це обсяг отримуваної теплової енергії змінюється колосально, провокуючи екстремальні сезонні перепади.

Оскільки планета лише періодично потрапляє в зону проживання, науковці провели серію обчислювальних симуляцій клімату. У моделях варіювалися нахил осі обертання, розподіл суші та частка вуглекислого газу. Результати виявили три можливі стани: глобальне зледеніння, коли майже вся поверхня вкрита кригою; відкритий океан, що лишається переважно вільним від льоду; та проміжний режим із полярними крижаними шапками. Останній сценарій виникає лише в 1,27% симуляцій.

Вирішальним чинником для утримання тепла під час максимального віддалення від зорі є вуглекислий газ. Моделювання показує, що рідка вода можлива за парціального тиску CO₂ від 7,25 до 9,5 бар. Це у кілька разів перевищує повний атмосферний тиск на рівні моря на Землі.

Дослідження не підтверджує пряме виявлення океану чи атмосфери з CO₂ — воно визначає фізичні межі, за яких окремі регіони поверхні можуть зберігати воду в рідкому стані. Розрахунки також важливі для майбутніх спостережень: площа крижаного покриву суттєво впливає на відбивну здатність планети, що має бути помітно під час аналізу світла телескопами нового покоління. Відносно невелика відстань до системи робить Gl 514 b перспективним об'єктом для інструментів, здатних відокремити слабке світло планети від сяйва зорі.