Багаті на вуглець екзопланети можуть бути зробленими з алмазів

Поки такі місії, як космічний телескоп Хаббла, TESS і Кеплер продовжують надавати уявлення про властивості екзопланет (планет навколо інших зірок), вчені отримують все більше можливостей складати до купи інформацію про те, як виглядають ці планети, з чого вони зроблені, і чи можуть вони бути придатними для життя, або навіть заселеними.

У новому дослідженні, опублікованому нещодавно у "The Planetary Science Journal", група дослідників з Університету штату Арізона (ASU) та Чиказького університету визначила, що деякі багаті на вуглець екзопланети за належних обставин можуть бути зробленими з алмазів та діоксиду кремнію, розповідається в прес-релізі ASU.

"Ці екзопланети не схожі ні на що в нашій Сонячній системі", - говорить провідний автор наукової публікації Харрісон Аллен-Саттер із Школи досліджень Землі та космосу ASU.

Утворення алмазної екзопланети

При утворенні зірок та планет, вони виробляються з однієї і тієї ж газової хмари, тому їх основний склад подібний. У зірки з меншим співвідношенням вуглецю до кисню будуть такі планети, як Земля, що складаються із силікатів та оксидів з дуже малим вмістом алмазів (вміст алмазів у Землі становить близько 0,001%).

Але екзопланети навколо зірок з вищим співвідношенням вуглецю до кисню, ніж наше Сонце, швидше за все, будуть багаті на вуглець. Аллен-Саттер та співавтори Емілі Гархарт, Курт Лейненвебер та Дан Шим з ASU, разом з Віталієм Прокопенком та Ераном Грінбергом з Чиказького університету, висунули гіпотезу про те, що ці багаті вуглецем екзопланети можуть перетворювати його на алмази та силікати, якщо присутня вода (якої достатньо у Всесвіті), створюючи багату на алмази композицію.

Алмазні ковадла та рентген

Щоб перевірити цю гіпотезу, дослідницькій групі потрібно було імітувати внутрішню частину карбідних екзопланет за допомогою високої температури та високого тиску. Для цього вони використали камери високого тиску з алмазним ковадлом в співавторстві з Лабораторією земних та планетарних матеріалів Шіма.

Спочатку вони занурили карбід кремнію у воду і стиснули зразок між алмазами до дуже високого тиску. Потім, щоб відстежувати реакцію між карбідом кремнію та водою, вони провели лазерне нагрівання в Національній лабораторії Аргонна в штаті Іллінойс, проводячи рентгенівські вимірювання, у той час, як лазер нагрівав зразок під високим тиском.

Як вони і передбачали, при сильному нагріванні та тиску карбід кремнію реагував з водою і перетворився на алмази та діоксид кремнію.

Життєпридатність та населеність

Поки що ми не знайшли життя на інших планетах, але пошук триває. Планетарні вчені та астробіологи використовують складні прилади в космосі та на Землі, щоб знайти планети з потрібними властивостями та потрібним розташуванням навколо своїх зірок, де могло б існувати життя.

Однак для планет, багатих на вуглець, які є предметом цього дослідження, вони, ймовірно, не мають властивостей, необхідних для життя.

Тоді, як Земля є геологічно активною (показник придатності для життя), результати цього дослідження показують, що багаті вуглецем планети занадто важкі, щоб бути геологічно активними, і ця відсутність геологічної активності може зробити атмосферний склад непридатним для життя. Атмосфери мають критичну важливість для життя, оскільки вони забезпечують нас повітрям для дихання, захистом від суворих факторів космосу і навіть тиском, щоб була рідка вода.

"Незалежно від життєпридатності, це ще один додатковий крок, який допомагає нам зрозуміти та охарактеризувати наші постійно зростаючі та вдосконалювані спостереження за екзопланетами", - говорить Аллен-Саттер. "Чим більше ми дізнаємось, тим краще ми зможемо інтерпретувати нові дані майбутніх місій, таких як космічні телескопи Джеймса Вебба та Ненсі Грейс, щоб зрозуміти світи за межами нашої власної Сонячної системи".

Читайте ще цікаві новини про космос.