Sopky by mohli niektoré mimozemské planéty dostatočne zahriať na celý život

Sopky robia obývateľnú planétu

Sopky chrliace vodík by mohli pomôcť urobiť inak nehostinnú planétu obývateľnou a udržať ju dostatočne teplú na to, aby na povrchu zostala tekutá voda, ako na obrázku tohto umelca. (Obrazový kredit: W. Henning, NASA Goddard)



Sopky chrliace vodík by mohli dostatočne zvýšiť teploty zdanlivo chladných mimozemských planét, aby na svojich povrchoch udržiavali tekutú vodu, čím by sa svety stali potenciálne obývateľnými pre život, ako ho poznáme, tvrdí nová štúdia.



Ak je novo nájdený TRAPPIST-1h-najvzdialenejší zo sady sedem svetových planét, ktoré obiehajú okolo trpasličej hviezdy Členovia študijného tímu uviedli, že sú vzdialení iba 39 svetelných rokov od Zeme-mohli sa pochváliť takými sopkami, že by mohli byť dostatočne teplé na to, aby zadržali vodu.

V minulosti vedci zistili, že „obývateľná zóna“ - rozsah vzdialeností od hviezdy, ktorá môže podporovať tekutú vodu na povrchu sveta - sa rozširuje, keď majú planéty v atmosfére vodík. Pretože je však vodík takým ľahkým plynom, rýchlo uniká do vesmíru a počas niekoľkých desiatok miliónov rokov ho podobné planéty nechajú bez. [ 5 úžasných faktov o systéme TRAPPIST-1 (video) ]



Podľa novej štúdie to však môžu zmeniť aktívne sopky.

'Naša sopečno-vodíková obývateľná zóna je odlišná, pretože pokiaľ je vulkanizmus dostatočne intenzívny, môže prekonať rýchlosť, ktorou vodík uniká do vesmíru,' povedal pre Space hlavný autor Ramses Ramirez, planetárny vedec z Cornell University v New Yorku. com e -mailom.

Ramirez a kolegyňa z planétovej vedkyne Lisa Kalteneggerová, taktiež z Cornellu, skúmali, ako by sopky bohaté na vodík mohli naďalej zásobovať planétu s vodíkovou atmosférou. Zistili, že aktivita môže zvýšiť veľkosť obývateľnej zóny až o 60 percent, čo dramaticky rozšíri oblasť, kde by mohli ležať obývateľné planéty.



Podľa Ramireza zvýšený vulkanizmus „umožňuje potenciálne obývateľné podmienky pre oveľa dlhšie geologické časové obdobia“.

Hviezdna teplota verzus vzdialenosť od hviezdy v porovnaní so Zemou pre klasickú obývateľnú zónu (tieňovaná modrou farbou) a rozšírenie sopečnej obývateľnej zóny (tieňovaná červená).

Hviezdna teplota verzus vzdialenosť od hviezdy v porovnaní so Zemou pre klasickú obývateľnú zónu (tieňovaná modrou farbou) a rozšírenie sopečnej obývateľnej zóny (tieňovaná červená).(Obrazový kredit: R. Ramirez, Carl Sagan Institute, Cornell University)

Zlepšenie šancí



Honba za známkami života vo svetoch mimo slnečnej sústavy sa zameriava skôr na obývateľnú zónu, pretože voda je pre život, ako ho poznáme, zásadná. (Aj keď sú možné aj iné evolučné cesty, vedci sa radšej zameriavajú na tú, o ktorej je známe, že sa jej to aspoň raz podarilo.)

Pri štúdiu možností pre raný Mars si Ramirez a Kaltenegger uvedomili, že masívne odplyňovanie vodíka v ranom štádiu života Červenej planéty mohlo priniesť teplejší a vlhší svet.

'Táto myšlienka sa mi páčila natoľko, že som sa rozhodol rozšíriť ju na obývateľnú zónu,' povedal Ramirez.

Tento proces funguje dobre pre malé planéty, ako je Mars, kde by vnútorné procesy udržali plášť bohatý na vodík. Keď sopky chrlia lávu z plášťa, môžu uvoľňovať do atmosféry vodík a plyny bohaté na vodík. Ramirez a Kaltenegger uviedli, že atmosféra bohatá na vodík môže naraziť na vonkajší okraj obývateľnej zóny až o 60 percent, čo dáva viacerým svetom príležitosť udržať si životodarnú vodu.

To neznamená, že väčšie svety majú smolu. Kým masívne super-zeme s väčšou pravdepodobnosťou uvoľňujú do vzduchu plyny chudé na vodík, stále by mohli mať dostatok sopiek chrliacich materiál na prekonanie úniku vodíka do vesmíru. Také veľké svety majú na svojej strane aj gravitáciu a pravdepodobne sa môžu pochváliť magnetickými poľami, ktoré spomaľujú únik vodíka do vesmíru.

Presné vlastnosti týchto sopiek by záviseli od ich domovskej planéty. Kľúčovú úlohu pri stavbe sopiek zohráva hmotnosť planéty (ktorá ovplyvňuje, ako silno gravitácia vlieha do lávy) a či má doskovú tektoniku. Na Zemi kolízia a narušenie kôry tektonikou mieša materiál, ktorý sa stáva lávou, a vytvára rôzne chemické zloženia. Na Marse, kde je gravitácia nízka a kôra je jedna veľká doska, povedal Ramirez, sopečný materiál je menej vyvinutý a lávové prúdy sa hromadia a vytvárajú obrovské sopky, vrátane tej najväčšej v slnečnej sústave, Olympus Mons. [ Na Marse našli supervulkány (video) ]

Hustá vodíková atmosféra v mimozemských svetoch môže byť stále veľmi podobná tej Zeme. To by mohlo mať dôsledky pre našu mladú planétu, povedal Ramirez.

'Jedna myšlienka naznačovala, že koncentrácie plynného vodíka môžu byť na ranej Zemi vysoké,' povedal. (Vodík je dnes len stopovou zložkou zemskej atmosféry, ktorou je 78 percent dusíka a 21 percent kyslíka.) „Ak je táto hypotéza pravdivá, raná Zem sa mohla podobať týmto exoplanétam bohatým na vodík.“

Výskum bol publikovaný v Astrofyzikálne listy denníka .

Honba za životom

Minulý týždeň vedci oznámili objav Systém TRAPPIST-1 , séria siedmich skalných svetov, každý zhruba rovnakej veľkosti ako Zem, okolo trpasličej hviezdy. Zdá sa, že najmenej tri zo svetov spadajú do obývateľnej zóny, za predpokladu, že majú atmosféru podobnú Zemi.

TRAPPIST-1h, najvzdialenejší zo siedmich svetov, sa zdá byť vonku v chlade. Ale ak má malá planéta sopky vypúšťajúce vodíkový plyn, mohlo by to len obmedziť obývateľnosť, uviedli členovia študijného tímu.

Podľa Ramireza TRAPPIST-1h leží hneď za novou zónou obývateľnej zóny sopečného vodíka.

'Ale je to naozaj blízko,' povedal. Ak sopky na planéte uvoľnia o niečo viac vodíka, ako vyžadujú tímové modely, mohlo by to obsahovať kvapalnú vodu, dodal.

To by mohlo znamenať dobré správy pri honbe za životom. Pretože systém TRAPPIST-1 leží iba 39 svetelných rokov od Zeme, bude dobrým cieľom pre štúdium atmosféry planét s observatóriami, ako je 8,8 miliardy dolárov NASA. Vesmírny teleskop Jamesa Webba , ktorého uvedenie na trh je naplánované na koniec roka 2018.

Atmosféry exoplanét začínajú uvoľňovať svoje tajomstvá. Keď svet prechádza medzi Zemou a jej hviezdou, atmosféra planéty absorbuje časť svetla, čo umožňuje vedcom študovať zloženie atmosféry.

Aj keď sa „biosignature“ plyny našli v atmosfére planéty, stále môže byť výzvou určiť, či boli produkované živými organizmami alebo inými procesmi, povedal Ramirez. Napriek tomu by lokalizácia podpisov bola v vulkanicky aktívnych svetoch jednoduchšia, pretože vodík „nafukuje“ atmosféru okolo planéty a vytvára väčší atmosférický signál, ktorý by bolo jednoduchšie študovať.

'V týchto atmosférach bohatých na vodík by bolo ľahšie zistiť biologické podpisy,' povedal Ramirez.

Sledujte Nola Taylor Redd na Twitteri @NolaTRedd alebo Google+ . Sledujte nás na @Spacedotcom , Facebook alebo Google+ . Pôvodne uverejnené dňa demokratija.eu .