Większość egzoplanet może być pokryta lawą

Naukowcy wskazują, że większość odkrytych do tej pory egzoplanet typu „sub-Neptun” może być tak naprawdę światami pokrytymi płynną lawą, a nie lodem lub wodą.

.Wiele z odkrytych niedawno egzoplanet typu „sub-Neptun”, które są najpowszechniejszym rodzajem obcych światów odkrywanych we Wszechświecie i są opisywane jako mające mniejszą masę lub promień od Neptuna, było uznawane za pokryte oceanami wody lub lodem. Jednak w ramach nowego badania, naukowcy pod kierownictwem Robba Caldera z University of Cambridge, odkryli, że najprawdopodobniej większość tych egzoplanet jest tak naprawdę w całości zbudowane ze stopionej lawy.

Badania tych odległych światów najczęściej dotyczyły sygnatur chemicznych znalezionych w ich otoczeniu. Najbardziej znanym przykładem jest planeta K2-18, która została uznana za świat hyceański (hipotetyczny typ planety oceanicznej, której powierzchnia jest pokryta całkowicie wodami oceanu), ze względu na skład chemiczny jej atmosfery. Wcześniejsze szczegółowe badania obserwacyjne wykazały obecność metanu i dwutlenku węgla w atmosferze planety, ale niewiele amoniaku. Według analiz było to dowód wskazujący na istnienie oceanu ciekłej wody, ponieważ w naturalny sposób rozpuszcza ona amoniak.

Jak wskazują astronomowie, istnieje jednak coś innego, co równie dobrze rozpuszcza amoniak, a jest tym stopiona skała. Brak amoniaku może wskazywać na obecność płynnej wody, ale również płynnej magmy. Aby udowodnić swoją tezę, naukowcy w ramach nowego badania stworzyli model ewolucji termicznej „gazowych karów” („gas dwarfs”) – podobnego składu planetarnego, który równie dobrze pasowałby do danych zebranych na temat oceanicznych światów. Badacze zastanawiali się, czy te wyjątkowe egzoplanety, które nie mają odpowiedników w Układzie Słonecznym, zachowały oceany magmy podczas swojego procesu ewolucyjnego, który wywierałby wyraźny wpływ na atmosfery w miarę ich formowania.

Naukowcy odkryli, że prawie wszystkie odkryte dotychczas egzoplanety mniejsze od Neptuna zachowałyby swoje oceany magmy przez cały okres swojego istnienia. Jak wskazują, 98 proc. z nich można uznać za światy magmowe, a nie hyceańskie.

Aby udowodnić swoją tezę, astronomowie opracowali miarę, którą nazwali „linią brzegową krzepnięcia” (Solidification Shoreline). Odzwierciedla ona temperaturę gwiazdy, wokół której orbituje planeta, wraz z ilością energii, jaką otrzymuje od niej atmosfera. Ma to bezpośredni wpływ na temperaturę atmosfery egzoplanety.

Linia brzegowa krzepnięcia pozwoliła na jasne wyznaczenie granicy pozwalającej określić, czy planeta otrzymuje wystarczającą ilość ciepła, aby utrzymać ocean magmy. Jeśli znajdowała się „powyżej” jej, to mogło mieć to miejsce, a jeśli „poniżej”, płaszcz odległego świata z czasem mógł ostygnąć, przez co płynna lawa mogła na nim nie występować.

Naukowcy odkryli, że 98 proc, z tysięcy modelowanych przez nich planet typu sub-Neptun, znajduje się powyżej linii brzegowej krzepnięcia, co oznacza, że są to raczej światy magmowe niż oceaniczne lub lodowe.

.Chociaż może to wpłynąć na badania astrobiologiczne i poszukiwania potencjalnych oznak życia na tych światach, analizy te pozwalają lepiej zrozumieć to jak powstają planety. W czasie ewolucji egzoplanet występują złożone, wzajemnie oddziałujące siły, które trudno jest dokładnie poznać naukowcom, ponieważ światy te są niezwykle odległe i trudno je obserwować.

Oprac. EG