Astronomi uten teleskop - Så hvorfor ikke ekso-hav?

Pin
Send
Share
Send

Vel, ikke bare kan opptil 25% av sollignende stjerner ha jordlignende planeter - men hvis de er i riktig temperatursone, er de tilsynelatende nesten sikre på at de har hav. Nåværende tankegang er at jordens hav dannes av det akkrediterte materialet som bygde planeten, i stedet for å bli levert av kometer på et senere tidspunkt. Fra denne forståelsen kan vi begynne å modellere sannsynligheten for at et lignende utfall oppstår på steinete eksoplaneter rundt andre stjerner.

Forutsatt at jordlignende planeter faktisk er vanlige - med en silikatmantel som omgir en metallisk kjerne - så kan vi forvente at vann kan bli ført ut på overflaten deres i løpet av de siste stadiene av magma-avkjøling - eller på annen måte utgasset som damp som deretter avkjøles til å falle tilbake til overflaten som regn. Derfra, hvis planeten er stor nok til å gravitasjonsmessig beholde en tykk atmosfære og befinner seg i temperatursonen der vannet kan forbli flytende, så har du deg et ekso-hav.

Vi kan anta at støvskyen som ble til solsystemet, hadde mye vann i seg, gitt hvor mye som vedvarer i de resterende ingrediensene til kometer, asteroider og lignende. Når solen antente kan noe av dette vannet være fotodissosiert - eller på annen måte blåst ut av det indre solsystemet. Kule steinete materialer ser imidlertid ut til å ha en sterk tilbøyelighet til å holde vann - og kunne på denne måten ha holdt vann tilgjengelig for planetdannelse.

Meteoritter fra differensierte objekter (dvs. planeter eller mindre legemer som har differensiert slik at mens de er i smeltet tilstand, har de tunge elementene sunket til en kjerne som fortrenger lettere elementer oppover) har rundt 3% vanninnhold - mens noen udifferensierte gjenstander (som karbonholdige asteroider ) kan ha mer enn 20% vanninnhold.

Mush disse materialene sammen i et planetdannelsesscenario, og materialer som er komprimert i sentrum blir varme, noe som forårsaker avgassing av flyktige stoffer som karbondioksid og vann. I de tidlige stadiene av planetdannelsen kan mye av denne avgassingen ha gått tapt til verdensrommet - men når objektet nærmer seg planetstørrelse, kan tyngdekraften holde det avgassede materialet på plass som en atmosfære. Og til tross for den avgasser, kan varm magma fortsatt beholde vanninnholdet - bare utstråler det i de siste stadiene av avkjøling og størkning for å danne en klods jordskorpe.

Matematisk modellering antyder at hvis planeter hekter seg fra materialer med 1 til 3% vanninnhold, stråler det ut flytende vann på overflaten deres i de siste stadiene av planetdannelsen - og har gradvis beveget seg oppover når planetens jordskorpe størknet nedenfra og opp.

Ellers, og til og med med et vanninnhold på så lavt som 0,01%, ville jordlignende planeter fremdeles generert en avgasset dampatmosfære som senere ville regne ned som flytende vann etter avkjøling.

Hvis denne havdannelsesmodellen er riktig, kan det forventes at steinete eksoplaneter fra 0,5 til 5 jordmasser, som dannes fra et omtrent like stort sett med ingredienser, sannsynligvis vil danne hav i løpet av 100 millioner år etter primær akkresjon.

Denne modellen passer godt til funnet av zirkonkrystaller i Vest-Australia - som er datert til 4,4 milliarder år og antyder at flytende vann var til stede for lenge siden - selv om dette gikk forut for Late Heavy Bombardment (4,1 til 3,8 milliarder år siden), som kan har sendt alt det vannet tilbake i en dampatmosfære igjen.

For øyeblikket er det ikke antatt at is fra det ytre solsystemet - som kan ha blitt transportert til jorden som kometer - kunne ha bidratt med mer enn rundt 10% av jordas nåværende vanninnhold - som målinger hittil antyder at is i det ytre solsystemet har betydelig høyere nivåer av deuterium (dvs. tungt vann) enn vi ser på jorden.

Videre lesning: Elkins-Tanton, L. Dannelse av tidlige vannhav på steinete planeter.

Pin
Send
Share
Send