Νέα μελέτη για τους υδάτινους κόσμους του Γαλαξία μας!

Αστροφυσικές παρατηρήσεις έχουν δείξει ότι εξωπλανήτες τύπου Ποσειδώνα, πλούσιοι σε νερό είναι συνηθισμένοι στον γαλαξία μας. Αυτοί οι υδάτινοι κόσμοι πιστεύεται ότι καλύπτονται με ένα παχύ στρώμα νερού, εκατοντάδες έως χιλιάδες χιλιόμετρα βάθους, πάνω από έναν βραχώδη μανδύα.

Ενώ οι πλούσιοι σε νερό εξωπλανήτες είναι συνηθισμένοι, η σύνθεσή τους είναι πολύ διαφορετική από την Γη, οπότε υπάρχουν πολλά ερωτηματικά όσον αφορά τη δομή, τη σύνθεση και τους γεωχημικούς κύκλους τους.

Επιδιώκοντας να μάθει περισσότερα σχετικά με αυτούς τους πλανήτες, μια διεθνής ομάδα ερευνητών, με επικεφαλής το κρατικό πανεπιστήμιο της Αριζόνα (ASU), εκπόνησε μια από τις πρώτες εργαστηριακές μελέτες ορυκτολογίας για πλούσιους σε νερό εξωπλανήτες. Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στο περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Η μελέτη των χημικών αντιδράσεων και διαδικασιών είναι ένα ουσιαστικό βήμα προς την κατεύθυνση της κατανόησης αυτών των τύπων πλανητών», δήλωσε ένας εκ των συγγραφέων, ο Dan Shim, της School of Earth and Space Exploration του ASU.

Η γενική επιστημονική εικασία είναι ότι το νερό και ο βράχος σχηματίζουν ξεχωριστά στρώματα στο εσωτερικό των υδάτινων κόσμων. Επειδή το νερό είναι ελαφρύτερο, κάτω από το στρώμα νερού θα πρέπει να υπάρχει ένα βραχώδες υπόστρωμα. Ωστόσο, η ακραία πίεση και η θερμοκρασία στο όριο μεταξύ νερού και βραχώδους υποστρώματος θα μπορούσαν ουσιαστικά να αλλάξουν τη συμπεριφορά αυτών των υλικών.

Για την προσομοίωση αυτής της υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας στο εργαστήριο, η επικεφαλής συγγραφέας και ερευνητής επιστήμονας Carole Nisr πραγματοποίησε με την ομάδα της πειράματα στο εργαστήριο του ASU για τα πλανητικά υλικά χρησιμοποιώντας ως μέσο συμπίεσης τμήματα σκληρών διαμαντιών.

Για το πείραμά της, η ομάδα βύθισε διοξείδιο του πυριτίου (βασικό συστατικό των πετρωμάτων) σε νερό, συμπίεσε το δείγμα μεταξύ των διαμαντιών σε πολύ υψηλή πίεση και στη συνέχεια το θέρμανε με ακτίνες λέιζερ σε μερικές χιλιάδες βαθμούς Φαρενάιτ. Αυτό που βρήκαν ήταν μια απρόσμενη νέα στερεά φάση που περιείχε πυρίτιο, υδρογόνο και οξυγόνο μαζί.

«Αρχικά, θεωρήθηκε ότι τα στρώματα νερού και πετρωμάτων σε πλούσιους σε νερό πλανήτες ήταν καλά διαχωρισμένα», δήλωσε η Nisr. «Αλλά ανακαλύψαμε μέσω των πειραμάτων μας μια προηγουμένως άγνωστη αντίδραση μεταξύ νερού και διοξειδίου του πυριτίου και μια σταθερή στερεά φάση με μια ενδιάμεση σύνθεση, μεταξύ νερού και βράχου. Η διάκριση μεταξύ νερού και πετρώματος φάνηκε να είναι εκπληκτικά ‘ασαφής’ σε υψηλή πίεση και υψηλή θερμοκρασία».

Οι ερευνητές ελπίζουν ότι αυτά τα ευρήματα θα προωθήσουν τις γνώσεις μας σχετικά με τη δομή και τη σύνθεση των πλούσιων σε νερό πλανητών και των γεωχημικών κύκλων τους.

»Η μελέτη μας έχει σημαντικές επιπτώσεις και εγείρει νέα ερωτήματα για τη χημική σύνθεση και τη δομή του εσωτερικού των πλούσιων σε νερό εξωπλανητών», δήλωσε η Nisr. «Ο γεωχημικός κύκλος θα μπορούσε να είναι πολύ διαφορετικός από αυτόν των βραχωδών πλανητών, όπως η Γη».

ΠΗΓΗ: https://phys.org

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ: Credit: NASA/JPL-Caltech. (CC BY 2.0).

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Ενα ποτήρι gin & tonic, κατατάσσει τους πλανήτες στην "πραγματικά κατοικήσιμη ζώνη"!