Согласно исследованию, богатые углеродом планеты из алмазов могут существовать за пределами нашей солнечной системы
Технологии8 дней назад

Согласно исследованию, богатые углеродом планеты из алмазов могут существовать за пределами нашей солнечной системы

Согласно новому исследованию, экзопланеты или планеты за пределами нашей солнечной системы, которые содержат больше углерода, чем Земля, могут быть сделаны из алмазов.

Данные, предоставленные миссией НАСА по поиску планет TESS, космическим телескопом Хаббла и предыдущей миссией Кеплера, показали, что наша галактика заполнена экзопланетами, которые сильно отличаются от планет в нашей солнечной системе.

Как отмечают плакаты Бюро путешествий по экзопланетам НАСА, созданные художниками, сотрудничающими с планетологами, эти странные и прекрасные экзопланеты наполнены вещами, которые трудно представить. Некоторые из них настолько горячие, что содержат океаны лавы с блестящим силикатным небом, в то время как другие вращаются вокруг двух солнц, как планеты из «Звездных войн». Другие - планеты-изгои без звезды-хозяина.

Планеты образуются из диска газа и пыли вокруг звезды, называемого околозвездным диском. Изначально этот материал использовался для формирования звезды, а его остатки образуют планеты, которые затем вращаются вокруг звезды. Это означает, что элементы, входящие в состав планет, уникальны для своих звезд.

У Солнца более низкое соотношение углерода и кислорода, поэтому на Земле есть силикаты и оксиды или соединения кислорода и кремнезема, связанные с другими элементами, и только около 0,001% алмазов.

Но экзопланеты, обнаруженные вокруг звезд с более высоким соотношением углерода и кислорода, будут иметь большее содержание углерода. Некоторые из этих экзопланет, содержащих больше углерода, на самом деле могут состоять из алмазов и кремнезема, если присутствует вода. Кремнезем - это естественное соединение земной коры, горных пород, песка и глины.

«Эти экзопланеты не похожи ни на что в нашей солнечной системе», - сказал Харрисон Аллен-Саттер, ведущий автор исследования и научный сотрудник Школы исследования Земли и космоса Университета штата Аризона.

Исследование было опубликовано на прошлой неделе в The Planetary Science Journal.

Превращение углерода в алмазы

Группа исследователей, в которую вошли ученые из Чикагского университета, проверила свою гипотезу, смоделировав, как внутренности богатых углеродом экзопланет могут создавать алмазы за счет высоких уровней тепла и давления.

Ячейки с алмазными наковальнями под высоким давлением были использованы в лаборатории Земли и планетных материалов, соавтора исследования Дэна Шима, в Университете штата Аризона.

Ячейка с алмазной наковальней - это устройство высокого давления, используемое в геологии для воздействия на небольшое количество материала экстремальным давлением.

Ученые поместили в воду карбид кремния, в состав которого входят кремний и углерод. Карбид кремния содержится в редком минерале муассаните.

Этот образец был зажат между алмазами под высоким давлением.

Для нагрева образцов использовался лазер в Аргоннской национальной лаборатории в Иллинойсе. Исследователи провели рентгеновские измерения лазерного нагрева, чтобы определить реакцию между карбидом кремния и водой.

Под воздействием тепла и давления карбид кремния вступил в реакцию с водой, что привело к образованию алмазов и кремнезема.

В поисках экзопланет

Хотя в нашей Солнечной системе нет ничего подобного, в исследовании 2017 года ученые предположили, что условия высокого давления на Уране и Нептуне могут сжимать водород и углерод вместе, создавая алмазный дождь.

Большая часть интриг вокруг поиска экзопланет - это поиск доказательств существования жизни на другой планете. Но, по мнению исследователей, планеты, богатые углеродом, вряд ли будут поддерживать жизнь.

Земля геологически активна, и это один из аспектов, который способствует ее обитаемости.

Например, Земля - единственная известная планета с тектоникой плит, которая имеет решающее значение для каждого аспекта нашей планеты. Мировой океан и континенты расположены на 15 различных блоках коры, которые движутся и смещаются.

Хотя мы в основном думаем, что они ответственны за создание гор и землетрясения, движение этих плит также способствовало созданию среды с правильными условиями для поддержания жизни, химически и физически. Когда эти плиты движутся, они не только образуют бассейны океана и горные цепи. Пластины также подвергают различные породы воздействию атмосферы Земли, которая выделяет химические вещества и вызывает реакции.

Эти реакции, вероятно, помогли стабилизировать температуру поверхности Земли в течение миллиардов лет, и это позволило жизни развиваться.

Но планеты, богатые углеродом, будут слишком трудными для геологической активности, что сделает состав их атмосферы враждебной для жизни.

«Независимо от обитаемости, это еще один шаг, помогающий нам понять и охарактеризовать наши постоянно увеличивающиеся и улучшающиеся наблюдения за экзопланетами», - сказал Аллен-Саттер.

«Чем больше мы узнаем, тем лучше мы сможем интерпретировать новые данные из предстоящих будущих миссий, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба и римский телескоп Нэнси Грейс, чтобы понять миры за пределами нашей солнечной системы».

Написать комментарий
Авторские статьи