K2-141: Υπερηχητικοί άνεμοι, βροχή βράχων και ωκεανοί μάγματος σε βραχώδη εξωπλανήτη!

Μεταξύ των πιο ακραίων πλανητών που ανακαλύφθηκαν πέρα ​​από το ηλιακό μας σύστημα είναι οι λεγόμενοι πλανήτες λάβας. Πρόκειται για κόσμους τόσο κοντά στο αστέρι τους, ώστε να είναι τόσο ζεστοί που ορισμένες περιοχές τους είναι πιθανώς ωκεανοί λιωμένης λάβας. 

Σύμφωνα με επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο McGill, το Πανεπιστήμιο York και το Ινστιτούτο Επιστημονικής Εκπαίδευσης της Ινδίας, ο κύκλος της ατμόσφαιρας και του καιρού τουλάχιστον ενός τέτοιου εξωπλανήτη είναι ακόμα πιο ακραίος, με εξάτμιση και κατακρήμνιση πετρωμάτων, υπερηχητικούς ανέμους που πνέουν με πάνω από 5000 km / h  και έναν ωκεανό μάγματος βάθους 100 χιλιομέτρων.

Σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στην Μηνιαία Εφημερίδα της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν προσομοιώσεις υπολογιστών για να προβλέψουν τις συνθήκες στον K2-141b, έναν εξωπλανήτη στο μέγεθος της Γης με επιφάνεια, ωκεανό και ατμόσφαιρα που αποτελούνται από τα ίδια συστατικά: βράχους.

Ο K2-141b ανήκει σε ένα σύνολο πλανητών που περιστρέφονται πολύ κοντά στο αστέρι τους. Αυτή η εγγύτητα κρατά τον εξωπλανήτη βαρυτικά κλειδωμένο στη θέση του, που σημαίνει ότι το ίδιο ημισφαίριο στρέφεται πάντα προς το αστέρι, όπως ακριβώς το ίδιο ημισφαίριο της Σελήνης στρέφεται προς την Γη. Το σκοτεινό ημισφαίριο έχει θερμοκρασίες κάτω των -200 C. Η φωτιζόμενη όμως πλευρά του εξωπλανήτη, με θερμοκρασίες περίπου 3000 C, είναι αρκετά ζεστή όχι μόνο για να λιώσει τους βράχους αλλά και να τους εξατμίσει, δημιουργώντας τελικά μια λεπτή ατμόσφαιρα ατμών.

Ακριβώς όπως ο κύκλος του νερού στη Γη (όπου το νερό εξατμίζεται, ανεβαίνει στην ατμόσφαιρα, συμπυκνώνεται και πέφτει πίσω ως βροχή), στον K2-141b θα υπάρχει ο κύκλος του νατρίου, του μονοξειδίου του πυριτίου και του διοξειδίου του πυριτίου. Στη Γη, η βροχή ρέει πίσω στους ωκεανούς, όπου θα εξατμιστεί για άλλη μια φορά και ο κύκλος του νερού επαναλαμβάνεται. Στον K2-141b, ο ορυκτός ατμός που σχηματίζεται από τον εξατμισμένο βράχο μεταφέρεται στην ψυχρή σκοτεινή πλευρά από τους υπερηχητικούς ανέμους, παγώνει και επιστρέφει ως βροχή πίσω σε έναν μαγματικό ωκεανό. Τα ρεύματα μεταφέρουν το παχύρρευστο υλικό πίσω στην καυτή πλευρά του εξωπλανήτη, όπου ο βράχος εξατμίζεται για άλλη μια φορά. Ωστόσο, ο κύκλος στον K2-141b δεν θα είναι τόσο σταθερός όσο ο κύκλος της Γης, λένε οι επιστήμονες. Η ροή επιστροφής του ωκεανού μάγματος στην φωτεινή πλευρά θα είναι αργή με αποτέλεσμα η σύνθεση των ορυκτών να αλλάζει με την πάροδο του χρόνου - αλλάζοντας τελικά την ίδια την επιφάνεια και την ατμόσφαιρα του K2-141b. Όλοι οι βραχώδεις πλανήτες, συμπεριλαμβανομένης της Γης, ξεκίνησαν ως λιωμένοι κόσμοι, αλλά μετά ψύχθηκαν γρήγορα και στερεοποιήθηκαν. Οι πλανήτες λάβας μας δίνουν μια σπάνια ματιά σε αυτό το στάδιο της πλανητικής εξέλιξης, σύμφωνα με τους επιστήμονες.

Το επόμενο βήμα θα είναι να ελεγχθεί εάν αυτές οι προβλέψεις είναι σωστές. Η ομάδα έλαβε δεδομένα από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Spitzer που παρείχαν μια πρώτη ματιά στις θερμοκρασίες της ημέρας και της νύχτας του εξωπλανήτη. Με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb που θα τεθεί σε λειτουργία το 2021, θα μπορούν να επαληθεύσουν εάν η ατμόσφαιρα συμπεριφέρεται πράγματι όπως προβλέπει η μελέτη.

ΠΗΓΗ: https://phys.org/news/2020-11-supersonic-rocky-lava-planet.html

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

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Βρέχει σίδηρο, σε γιγαντιαίο εξωπλανήτη!