15:56 2024-08-23 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Exoplanetele pot conține mai multă apă decât se credea anterior

_ Exoplanetele pot conține mai multe apă decât se credea anterior

Știm că Pământul are un nucleu de fier înconjurat de o manta de rocă de silicați și apă (oceane) la suprafața sa. Știința a folosit acest model simplu de planetă până astăzi pentru a investiga exoplanete – planete care orbitează o altă stea în afara sistemului nostru solar.

„Abia în ultimii ani am început să realizăm că planetele sunt mai complexe decât noi. m-am gândit”, spune Caroline Dorn, profesor pentru Exoplanete la ETH Zurich.

Majoritatea dintre exoplanetele cunoscute astăzi sunt situate aproape de steaua lor. Aceasta înseamnă că ele cuprind în primul rând lumi fierbinți de oceane de magmă topită care nu s-au răcit încă pentru a forma o manta solidă de rocă de bază de silicat, precum Pământul. Apa se dizolvă foarte bine în aceste oceane de magmă – spre deosebire, de exemplu, de dioxid de carbon – care se degazează rapid și se ridică în atmosferă.

Miezul de fier este situat sub mantaua topită a silicaților. Deci, cum este distribuită apa între silicați și fier?

Tocmai acesta este ceea ce Dorn a investigat în colaborare cu Haiyang Luo și Jie Deng de la Universitatea Princeton cu ajutorul modelelor de calcule bazate pe legile fundamentale ale fizicii . Cercetătorii își prezintă rezultatele în revista Nature Astronomy.

Pentru a explica rezultatele, Dorn trebuie să intre în câteva detalii: „Miezul de fier necesită timp pentru a se dezvolta. O mare parte din fier este conținută inițial în supa fierbinte de magmă sub formă de picături”. Apa sechestrată în această supă se combină cu aceste picături de fier și se scufundă cu ele până în miez. „Picăturile de fier se comportă ca un lift care este transportat în jos de apă”, explică Dorn.

Până acum, acest comportament era cunoscut doar pentru presiuni moderate de tipul care predomină și pe Pământ. Nu se știa ce s-a întâmplat în cazul planetelor mai mari cu condiții interioare de presiune mai mare.

„Acesta este unul dintre rezultatele cheie ale studiului nostru”, spune Dorn. „Cu cât planeta este mai mare și cu cât masa ei este mai mare, cu atât apa tinde să meargă cu picăturile de fier și să se integreze în miez. În anumite circumstanțe, fierul poate absorbi de până la 70 de ori mai multă apă decât silicații. Cu toate acestea, datorită presiune enormă la miez, apa nu mai ia forma unor molecule de H2O, ci este prezentă în hidrogen și oxigen.”

Acest studiu a fost declanșat de investigațiile asupra conținutului de apă al Pământului, care a dat un rezultat surprinzător patru ani. acum: Oceanele de pe suprafața Pământului conțin doar o mică parte din apa totală a planetei noastre. Conținutul a peste 80 de oceane ale Pământului ar putea fi ascuns în interiorul său. Acest lucru este demonstrat de simulările care calculează modul în care apa se comportă în condiții de tipul celor care predominau când Pământul era tânăr. Experimentele și măsurătorile seismologice sunt compatibile în consecință.

Noile descoperiri privind distribuția apei pe planete au consecințe dramatice pentru interpretarea datelor de observație astronomică. Folosind telescoapele lor în spațiu și pe Pământ, astronomii pot, în anumite condiții, să măsoare greutatea și dimensiunea unei exoplanete. Ei folosesc aceste calcule pentru a întocmi diagrame de masă-rază care permit să se tragă concluzii despre compoziția planetei. Dacă procedând astfel – așa cum a fost cazul până acum – solubilitatea și distribuția apei sunt ignorate, volumul de apă poate fi subestimat dramatic de până la zece ori.

„Planetele sunt mult mai mult apă- abundent decât se presupunea anterior”, spune Dorn.

Distribuția apei este, de asemenea, importantă dacă dorim să înțelegem cum se formează și se dezvoltă planetele. Apa care s-a scufundat până în miez rămâne prinsă acolo pentru totdeauna. Cu toate acestea, apa dizolvată în oceanul de magmă al mantalei poate pierde gaz și poate urca la suprafață în timpul răcirii mantalei.

„Așadar, dacă găsim apă în atmosfera unei planete, probabil că există mult mai mult în interiorul acesteia”, explică Dorn.

Așa este telescopul spațial James Webb, care de doi ani trimite date din spațiu pe Pământ, caută să găsească. Este capabil să urmărească moleculele din atmosfera exoplanetelor.

„Numai compoziția atmosferei superioare a exoplanetelor poate fi măsurată direct”, explică omul de știință. „Grupul nostru dorește să facă legătura dintre atmosferă și adâncurile interioare ale corpurilor cerești.”

Noile date ale exoplanetei numite TOI-270d sunt deosebit de interesante.

„Dovezi au fost colectate acolo despre existența reală a unor astfel de interacțiuni între oceanul de magmă din interiorul său și atmosferă”, spune Dorn, care a fost implicat în publicația corespunzătoare despre TOI-270d. Lista ei de obiecte interesante pe care dorește să le examineze mai îndeaproape include și planeta K2-18b, care a ajuns pe titluri din cauza probabilității de a exista viață pe ea.

Apa este una dintre condițiile prealabile pentru viață. a dezvolta. Au existat de multă vreme speculații cu privire la potențiala locuință a super-Pământurilor cu abundență de apă, adică planete cu o masă de mai multe ori mai mare decât cea a Pământului și cu o suprafață acoperită de un ocean global adânc. Apoi calculele au sugerat că prea multă apă ar putea fi ostilă vieții. Argumentul a fost că în aceste lumi de apă, un strat de gheață exotică de înaltă presiune ar împiedica schimbul de substanțe vitale la interfața dintre ocean și mantaua planetei.

Noul studiu ajunge acum la o concluzie diferită. : Este posibil ca planetele cu straturi de apă adânci să fie o întâmplare rară, deoarece cea mai mare parte a apei de pe super-Pământ nu este situată la suprafață, așa cum s-a presupus până acum, ci este prinsă în nucleu. Acest lucru îi face pe oamenii de știință să presupună că chiar și planetele cu un conținut relativ mare de apă ar putea avea potențialul de a dezvolta condiții de locuit asemănătoare Pământului. După cum concluzionează Dorn și colegii ei, studiul lor aruncă astfel o nouă lumină asupra potențialei existențe a unor lumi bogate în apă care ar putea susține viața.

(Fluierul)

Inapoi