Αστρονομία χωρίς τηλεσκόπιο - Γιατί λοιπόν όχι εξω Ωκεανοί;

Pin
Send
Share
Send

Λοιπόν, όχι μόνο έως και το 25% των αστεριών που μοιάζουν με τον ήλιο έχουν πλανήτες σαν τη Γη - αλλά αν βρίσκονται στη σωστή ζώνη θερμοκρασίας, προφανώς είναι σχεδόν βέβαιο ότι έχουν ωκεανούς. Η τρέχουσα σκέψη είναι ότι οι ωκεανοί της Γης σχηματίστηκαν από το προστιθέμενο υλικό που έχτισε τον πλανήτη, αντί να παραδοθούν από κομήτες αργότερα. Από αυτήν την κατανόηση, μπορούμε να αρχίσουμε να μοντελοποιούμε την πιθανότητα εμφάνισης παρόμοιου αποτελέσματος σε βραχώδεις εξωπλανήτες γύρω από άλλα αστέρια.

Υποθέτοντας ότι οι πλανητικοί χερσαίοι πλανήτες είναι πράγματι συνηθισμένοι - με έναν πυριτικό μανδύα που περιβάλλει έναν μεταλλικό πυρήνα - τότε μπορούμε να περιμένουμε ότι το νερό μπορεί να εκκρίνεται στην επιφάνειά τους κατά τα τελικά στάδια της ψύξης μάγματος - ή αλλιώς να αερίζεται ως ατμός που στη συνέχεια ψύχεται να πέσει πίσω στην επιφάνεια ως βροχή. Από εκεί, εάν ο πλανήτης είναι αρκετά μεγάλος για να διατηρήσει τη βαρυτική ατμόσφαιρα και βρίσκεται στη ζώνη θερμοκρασίας όπου το νερό μπορεί να παραμείνει ρευστό, τότε έχετε τον εαυτό σας έναν εξω-ωκεανό.

Μπορούμε να υποθέσουμε ότι το σύννεφο σκόνης που έγινε το Ηλιακό Σύστημα είχε άφθονο νερό, δεδομένου του πόσο παραμένει στα υπόλοιπα συστατικά κομητών, αστεροειδών και παρόμοιων. Όταν ο Ήλιος ανάφλεξε μέρος αυτού του νερού μπορεί να έχει φωτοδιαχωριστεί - ή αλλιώς να εκραγεί από το εσωτερικό ηλιακό σύστημα. Ωστόσο, τα δροσερά βραχώδη υλικά φαίνεται να έχουν μεγάλη τάση να συγκρατούν το νερό - και με αυτόν τον τρόπο, θα μπορούσαν να διατηρήσουν το νερό διαθέσιμο για σχηματισμό πλανητών.

Οι μετεωρίτες από διαφοροποιημένα αντικείμενα (δηλαδή πλανήτες ή μικρότερα σώματα που έχουν διαφοροποιηθεί έτσι ώστε, ενώ σε λιωμένη κατάσταση, τα βαριά στοιχεία τους έχουν βυθιστεί σε πυρήνα που μετατοπίζει ελαφρύτερα στοιχεία προς τα πάνω) έχουν περίπου 3% περιεκτικότητα σε νερό - ενώ ορισμένα μη διαφοροποιημένα αντικείμενα (όπως ανθρακούχοι αστεροειδείς ) μπορεί να έχει περισσότερο από 20% περιεκτικότητα σε νερό.

Τα μανιτάρια αυτά τα υλικά μαζί σε ένα σενάριο σχηματισμού πλανητών και τα υλικά που συμπιέζονται στο κέντρο γίνονται ζεστά, προκαλώντας έκλυση πτητικών όπως το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό. Στα αρχικά στάδια του σχηματισμού πλανητών μεγάλο μέρος αυτής της υπεροχής μπορεί να έχει χαθεί στο διάστημα - αλλά καθώς το αντικείμενο πλησιάζει το μέγεθος του πλανήτη, η βαρύτητά του μπορεί να συγκρατήσει το απαερωμένο υλικό στη θέση του ως ατμόσφαιρα. Και παρά την εξόφληση αερίων, το ζεστό μάγμα μπορεί να διατηρήσει την περιεκτικότητα σε νερό - το εκκρίνει μόνο στα τελικά στάδια ψύξης και στερεοποίησης για να σχηματίσει τον φλοιό του πλανήτη.

Η μαθηματική μοντελοποίηση υποδηλώνει ότι εάν οι πλανήτες προέρχονται από υλικά με περιεκτικότητα σε νερό 1 έως 3%, το υγρό νερό πιθανώς εκβάλλει στην επιφάνειά τους στα τελικά στάδια του σχηματισμού πλανητών - έχοντας σταδιακά κινηθεί προς τα πάνω καθώς ο φλοιός του πλανήτη στερεοποιείται από κάτω προς τα πάνω.

Διαφορετικά, και ακόμη και ξεκινώντας με περιεκτικότητα σε νερό τόσο χαμηλό όσο 0,01%, οι πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη θα δημιουργούσαν ακόμα μια ατμόσφαιρα ατμού που θα αργούσε αργά ως υγρό νερό κατά την ψύξη.

Εάν αυτό το μοντέλο σχηματισμού ωκεανών είναι σωστό, μπορεί να αναμένεται ότι βραχώδεις εξωπλανήτες από 0,5 έως 5 μάζες της Γης, οι οποίες σχηματίζονται από περίπου ισοδύναμο σύνολο συστατικών, είναι πιθανό να σχηματίσουν ωκεανούς εντός 100 εκατομμυρίων ετών από την αρχική αύξηση.

Αυτό το μοντέλο ταιριάζει καλά με την ανακάλυψη κρυστάλλων ζιρκονίου στη Δυτική Αυστραλία - τα οποία χρονολογούνται στα 4,4 δισεκατομμύρια χρόνια και υποδηλώνουν ότι υπήρχε υγρό νερό πριν από πολύ καιρό - παρόλο που προηγήθηκε του Ύστερου Βαριού βομβαρδισμού (4,1 έως 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν) που μπορεί να έχουν στείλει ξανά όλο αυτό το νερό σε ατμόσφαιρα ατμού.

Προς το παρόν δεν πιστεύεται ότι τα παγάκια από το εξωτερικό ηλιακό σύστημα - που θα μπορούσαν να έχουν μεταφερθεί στη Γη ως κομήτες - θα μπορούσαν να έχουν συνεισφέρει περισσότερο από περίπου το 10% της τρέχουσας περιεκτικότητας σε νερό της Γης - καθώς οι μετρήσεις μέχρι σήμερα υποδηλώνουν ότι τα παγάκια στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα έχουν σημαντικά υψηλότερα επίπεδα δευτερίου (δηλ. βαρύ νερό) από ό, τι βλέπουμε στη Γη.

Περαιτέρω ανάγνωση: Elkins-Tanton, L. Σχηματισμός πρώιμων υδάτινων ωκεανών σε βραχώδεις πλανήτες.

Pin
Send
Share
Send