Astronomi uden et teleskop - så hvorfor ikke Exo-Ocean?

Pin
Send
Share
Send

Nå, ikke kun kan op til 25% af sollignende stjerner have jordlignende planeter - men hvis de er i den rigtige temperaturzone, er de tilsyneladende næsten sikre på, at de har oceaner. Nuværende tankegang er, at Jordens oceaner er dannet af det akkrediterede materiale, der byggede planeten, snarere end at blive leveret af kometer på et senere tidspunkt. Fra denne forståelse kan vi begynde at modellere sandsynligheden for, at et lignende resultat opstår på stenede exoplaneter omkring andre stjerner.

Antagelse af, at jordlignende planeter er faktisk almindelige - med en silikatmantel, der omgiver en metallisk kerne - så kan vi forvente, at vand kan udstrømmes på deres overflade i de sidste stadier af magma-afkøling - eller på anden måde udgases som damp, som derefter køler ned til at falde tilbage til overfladen som regn. Derfra, hvis planeten er stor nok til at tyngdekraftsmæssigt bevarer en tyk atmosfære og er i temperaturzonen, hvor vand kan forblive flydende, så har du dig selv et eksohav.

Vi kan antage, at støvskyen, der blev til solsystemet, havde masser af vand i det, i betragtning af hvor meget der fortsætter med de resterende ingredienser fra kometer, asteroider og lignende. Når solen antændes, kan noget af dette vand være blevet fotodisocieret - eller på anden måde blæst ud af det indre solsystem. Kølige stenede materialer ser dog ud til at have en stærk tilbøjelighed til at holde vand - og kunne på denne måde have holdt vand tilgængeligt til planetdannelse.

Meteoritter fra differentierede genstande (dvs. planeter eller mindre legemer, der har differentieret sig, således at deres tunge elementer i en smeltet tilstand er sunket til en kerne, der forskyder lysere elementer opad) har omkring 3% vandindhold - mens nogle udifferentierede genstande (som kulstofholdige asteroider ) kan have mere end 20% vandindhold.

Skub disse materialer sammen i et planetdannelsesscenarie, og materialer, der er komprimeret i midten, bliver varme, hvilket forårsager afgasning af flygtige stoffer som kuldioxid og vand. I de tidlige stadier af planetdannelse kan meget af denne udgasning være tabt til rummet - men når objektet nærmer sig planetstørrelse, kan dens tyngdekraft holde det udgasserede materiale på plads som en atmosfære. Og på trods af den udgasser kan varm magma stadig beholde vandindholdet - kun udstråler det i de sidste faser af afkøling og størkning for at danne en planetskorpe.

Matematisk modellering antyder, at hvis planeter akkrediteres fra materialer med 1 til 3% vandindhold, udstråler sandsynligvis flydende vand på deres overflade i de sidste faser af planetdannelsen - efterhånden som de bevæges opad, når planetens skorpe størkner fra bunden op.

Ellers og endda med et vandindhold på så lavt som 0,01%, ville jordlignende planeter stadig generere en udgasset dampatmosfære, der senere regner ned som flydende vand ved afkøling.

Hvis denne havdannelsesmodel er korrekt, kan det forventes, at stenede exoplaneter fra 0,5 til 5 jordmasser, der dannes fra et omtrent lige så stort sæt ingredienser, sandsynligvis vil danne oceaner inden for 100 millioner år efter primær akkretion.

Denne model passer godt til fundet af zirkonkrystaller i Western Australia - som er dateret til 4,4 milliarder år og antyder, at der var flydende vand for længe siden - selvom dette gik forud for den lette tunge bombardement (4,1 til 3,8 milliarder år siden), der muligvis har sendt alt det vand tilbage i en dampatmosfære igen.

I øjeblikket er det ikke tænkt, at is fra det ydre solsystem - som måske var blevet transporteret til Jorden som kometer - kunne have bidraget med mere end ca. 10% af Jordens nuværende vandindhold - som målinger hidtil antyder, at is i det ydre solsystem har betydeligt højere niveauer af deuterium (dvs. tungt vand), end vi ser på Jorden.

Yderligere læsning: Elkins-Tanton, L. Dannelse af tidlige vandhav på stenede planeter.

Pin
Send
Share
Send