Studie werp nuwe lig op vreemde lawawêrelde

Tot op hede is byna 50% van alle rotsagtige eksoplanete wat nog ontdek is gevind in staat om magma op hul oppervlaktes te behou, waarskynlik omdat hierdie planete so naby aan hul gasheersterre is dat hulle in minder as 10 dae wentel. Om so naby te wees veroorsaak dat die planeet gebombardeer word deur harde weer en dwing oppervlaktemperature tot die uiterste, wat dit alles behalwe heeltemal onherbergsaam maak vir die lewe soos ons dit vandag ken.

Nou, in 'n nuwe studie, het wetenskaplikes getoon dat hierdie vloeiende gesmelte oseane 'n groot invloed het op die waargenome eienskappe van warm rotsagtige Super-aarde, soos hul grootte en evolusionêre pad.

Hul navorsing, wat onlangs in The Astrophysical Journal gepubliseer is, het bevind dat as gevolg van lawa se uiters saamdrukbare aard, oseane van magma kan veroorsaak dat lawaryke planete sonder atmosfeer beskeie digter is as soliede planete van soortgelyke grootte, asook die struktuur van hul mantels kan beïnvloed. dik binneste laag wat 'n planeet se kern omring.

Desondanks, aangesien hierdie voorwerpe berug onderbestudeer word, kan dit 'n moeilike taak wees om die fundamentele werking van lawaplanete te karakteriseer, het Kiersten Boley, hoofskrywer van die studie en 'n gegradueerde student in sterrekunde aan die Ohio State University gesê.

"Lava-wêrelde is baie vreemde, baie interessante dinge en as gevolg van die manier waarop ons eksoplanete opspoor, is ons meer bevooroordeeld om hulle te vind," sê Boley, wie se navorsing draai om die begrip van watter noodsaaklike bestanddele eksoplanete uniek maak en hoe om daardie elemente aan te pas, of in die geval van lawawêrelde kan hul temperature hulle heeltemal verander.

Een van die bekendste van hierdie geheimsinnige brandende wêrelde is 55 Cancri e, 'n eksoplaneet sowat 41 ligjare weg wat wetenskaplikes beskryf as die tuiste van beide sprankelende lug en golwende lawaseë.

Alhoewel daar voorwerpe in ons sonnestelsel is, soos Jupiter se maan Io, wat uiters vulkanies aktief is, is daar nie ware lawaplanete in ons stuk van die kosmos wat wetenskaplikes van nader en persoonlik kan bestudeer nie. Om egter te ondersoek hoe die samestelling van magma-oseane bydra tot die evolusie van ander planete, soos vir hoe lank hulle gesmelt bly en om watter redes hulle uiteindelik afkoel, kan leidrade in die Aarde se eie vurige geskiedenis bied, het Boley gesê.

"Wanneer planete aanvanklik vorm, veral vir rotsagtige aardplanete, gaan hulle deur 'n magma-oseaanstadium terwyl hulle afkoel," het Boley gesê. "So lawa-wêrelde kan ons 'n bietjie insig gee in wat moontlik gebeur het in die evolusie van byna enige aardse planeet."

Deur gebruik te maak van die eksoplanet-binnemodelleerdersagteware Exoplex en data wat van vorige studies ingesamel is om 'n module te konstrueer wat inligting oor verskeie soorte magma-samestellings ingesluit het, het navorsers verskeie evolusionêre scenario's van 'n Aarde-agtige planeet met oppervlaktemperature van tussen 2600 en 3860 grade Fahrenheit, die smeltpunt waarby die planeet se soliede mantel na vloeistof sou verander.

Uit die modelle wat hulle geskep het, kon die span agterkom dat mantels van magma-oseaanplanete een van drie vorme kan aanneem: die eerste waarin die hele mantel heeltemal gesmelt is, die tweede waar 'n magma-oseaan op die oppervlak lê, en 'n derde toebroodjie-agtige model wat bestaan ​​uit 'n magma-oseaan aan die oppervlak, 'n soliede rotslaag in die middel en nog 'n laag gesmelte magma wat die naaste aan die planeet se kern lê.

Die resultate dui daarop dat die tweede en derde vorm effens meer algemeen voorkom as planete wat heeltemal gesmelt is. Afhangende van die samestelling van magma-oseane, is sommige atmosfeervrye eksoplanete vir miljarde jare beter as ander om vlugtige elemente, verbindings soos suurstof en koolstof wat nodig is vir die vorming van vroeë atmosfeer, vas te vang.

Die studie merk byvoorbeeld op dat 'n basale magmaklas planeet wat 4 keer meer massief as die aarde is, meer as 130 keer die massa water kan vasvang as in die aarde se oseane vandag, en ongeveer 1 000 keer die hoeveelheid koolstof wat tans op die planeet se oppervlak teenwoordig is. en kors.

advertensie

bron: Ohio State University. "Study sheds new light on strange lava worlds." ScienceDaily. ScienceDaily, 27 September 2023. <www.sciencedaily.com/releases/2023/09/230927002506.htm>.