Astronómia bez ďalekohľadu - tak prečo nie exo-oceány?

Pin
Send
Share
Send

Nielenže až 25% hviezd podobných Slnku môže mať planéty podobné Zemi - ale ak sú v správnej teplotnej zóne, pravdepodobne sú takmer istí, že majú oceány. Súčasné myslenie je, že oceány Zeme sa vytvorili z nahromadeného materiálu, ktorý staval planétu, namiesto toho, aby ich kométy dodali neskôr. Z tohto chápania môžeme začať modelovať pravdepodobnosť podobného výsledku, ktorý sa vyskytuje na skalnatých exoplanetách okolo iných hviezd.

Za predpokladu, že suchozemské planéty sú skutočne bežné - so silikátovým plášťom obklopujúcim kovové jadro - potom môžeme očakávať, že sa voda môže na ich povrch počas konečných fáz ochladzovania magmy uvoľňovať - ​​alebo inak vyplynovať ako para, ktorá potom ochladzuje na pokles. späť na povrch ako dážď. Odtiaľ, ak je planéta dosť veľká na to, aby si gravitačne udržala hustú atmosféru a nachádza sa v teplotnej zóne, v ktorej môže voda zostať tekutá, máte exo-oceán.

Dá sa predpokladať, že oblak prachu, ktorý sa stal slnečnou sústavou, mal v sebe veľa vody, vzhľadom na to, koľko zostatkov v kometách, asteroidoch a podobne pretrváva. Keď Slnko zapálilo, niektoré z týchto vôd mohli byť fotodisociované - alebo inak vyfúknuté z vnútornej slnečnej sústavy. Zdá sa však, že chladné skalné materiály majú silný sklon zadržiavať vodu - a týmto spôsobom by mohli mať vodu k dispozícii na formovanie planéty.

Meteority z diferencovaných objektov (tj planéty alebo menšie telieska, ktoré sa diferencovali tak, že v roztavenom stave sa ich ťažké prvky potopili k jadru, ktoré vytlačili ľahšie prvky smerom nahor), majú okolo 3% obsahu vody - zatiaľ čo niektoré nediferencované objekty (ako uhlíkaté asteroidy) ) môžu obsahovať viac ako 20% vody.

Spojte tieto materiály spolu v scenári tvorby planéty a materiály komprimované v strede sa zahrievajú, čo spôsobuje odplyňovanie prchavých látok, ako je oxid uhličitý a voda. V počiatočných fázach formovania planéty sa mohla veľká časť tohto odplynenia stratiť do vesmíru - ale keď sa objekt priblíži k veľkosti planéty, jeho gravitácia môže zadržaný materiál na mieste udržať ako atmosféru. A navzdory odplyňovaniu si horúca magma stále dokáže udržať obsah vody - iba ju vyžaruje v záverečných fázach ochladzovania a tuhnutia a vytvorí tak kôru planéty.

Matematické modelovanie naznačuje, že ak sa planéty zhlukujú z materiálov s obsahom vody 1 až 3%, tekutá voda pravdepodobne vyteká na povrch v konečných fázach tvorby planéty - postupne sa zvyšovala, keď sa jej planéta ztuhla zdola nahor.

Inak, a dokonca počínajúc s obsahom vody len 0,01%, by planéty podobné Zemi vytvárali stále plynnú atmosféru, ktorá by neskôr ochladzovala ako tekutá voda.

Ak je tento model formovania oceánov správny, dá sa očakávať, že skalnaté exoplanety od 0,5 do 5 hmotností Zeme, ktoré sa tvoria z približne ekvivalentného súboru ingrediencií, by pravdepodobne tvorili oceány do 100 miliónov rokov od primárneho nárastu.

Tento model dobre zapadá do nálezu kryštálov zirkónu v západnej Austrálii - ktoré sú datované 4,4 miliardy rokov a naznačujú, že tekutá voda bola prítomná už dávno - hoci tomu predchádzalo oneskorené ťažké bombardovanie (pred 4,1 až 3,8 miliardami rokov), ktoré môže byť poslali všetku tú vodu späť do atmosféry pary.

V súčasnosti sa nepredpokladá, že by ľady z vonkajšej slnečnej sústavy - ktoré mohli byť prenášané na Zem ako kométy - mohli prispievať viac ako okolo 10% súčasného obsahu vody na Zemi - keďže doterajšie merania naznačujú, že ľady vo vonkajšej slnečnej sústave majú výrazne vyššie hladiny deutéria (tj ťažkej vody), ako vidíme na Zemi.

Ďalšie čítanie: Elkins-Tanton, L. Tvorba skorých vodných oceánov na skalnatých planétach.

Pin
Send
Share
Send