Богатые на углерод экзопланеты могут быть сделаны из алмазов

Пока такие миссии, как космический телескоп Хаббла, TESS и Кеплер продолжают давать представление о свойствах экзопланет (планет вокруг других звезд), ученые получают все больше возможностей собрать воедино информацию о том, как выглядят эти планеты, из чего они сделаны, и могут ли они быть пригодными для жизни, или даже обитаемыми.

В новом исследовании, опубликованном недавно в "The Planetary Science Journal", группа исследователей из Университета штата Аризона (ASU) и Чикагского университета определила, что некоторые богатые углеродом экзопланеты при надлежащих обстоятельствах могут быть сделаны из алмазов и диоксида кремния, говорится в пресс-релизе ASU.

"Эти экзопланеты не похожи ни на что в нашей Солнечной системе", - говорит ведущий автор научной публикации Харрисон Аллен-Саттер из Школы исследований Земли и космоса ASU.

Образование алмазной экзопланеты

При образовании звезд и планет, они производятся из одного и того же газового облака, поэтому их основной состав подобен. У звезды с меньшим соотношением углерода к кислороду будут такие планеты, как Земля, состоящие из силикатов и оксидов с очень малым содержанием алмазов (содержание алмазов на Земле составляет около 0,001%).

Но экзопланеты вокруг звезд с большим соотношением углерода к кислороду, чем наше Солнце, скорее всего, будут богаты углеродом. Аллен-Саттер и соавторы Эмили Гархарт, Курт Лейненвебер и Дан Шим с ASU, вместе с Виталием Прокопенко и Эран Гринбергом из Чикагского университета, выдвинули гипотезу о том, что эти богатые углеродом экзопланеты могут превращать его в алмазы и силикаты, если присутствует вода (которой достаточно во Вселенной), создавая богатую алмазами композицию.

Алмазные наковальни и рентген

Чтобы проверить эту гипотезу, исследовательской группе нужно было имитировать внутреннюю часть карбидных экзопланет с помощью высокой температуры и высокого давления. Для этого они использовали камеры высокого давления с алмазной наковальней в соавторстве с Лабораторией земных и планетарных материалов Шима.

Сначала они погрузили карбид кремния в воду и сжали образец между алмазами до очень высокого давления. Затем, чтобы отслеживать реакцию между карбидом кремния и водой, они провели лазерный нагрев в Национальной лаборатории Аргонна в штате Иллинойс, проводя рентгеновские измерения, в то время, как лазер нагрел образец под высоким давлением.

Как они и предполагали, при сильном нагревании и давления карбид кремния реагировал с водой и превратился в алмазы и диоксид кремния.

Жизнепригодность и обитаемость

Пока мы не нашли жизнь на других планетах, но поиск продолжается. Планетарные ученые и астробиологи используют сложные приборы в космосе и на Земле, чтобы найти планеты с нужными свойствами и нужным расположением вокруг своих звезд, где могла бы существовать жизнь.

Однако для планет, богатых углеродом, являющихся предметом данного исследования, они, вероятно, не имеют свойств, необходимых для жизни.

Тогда, как Земля является геологически активной (показатель пригодности для жизни), результаты этого исследования показывают, что богатые углеродом планеты слишком тяжелые, чтобы быть геологически активными, и это отсутствие геологической активности может сделать атмосферный состав непригодным для жизни. Атмосферы имеют критическую важность для жизни, поскольку они обеспечивают нас воздухом для дыхания, защитой от суровых факторов космоса и даже давлением, чтобы была жидкая вода.

"Независимо от жизнепригодности, это еще один дополнительный шаг, который помогает нам понять и охарактеризовать наши постоянно растущие и усовершенствующиеся наблюдения за экзопланетами", - говорит Аллен-Саттер. "Чем больше мы узнаем, тем лучше мы сможем интерпретировать новые данные будущих миссий, таких как космические телескопы Джеймса Вебба и Нэнси Грейс, чтобы понять миры за пределами нашей собственной Солнечной системы".

Читайте еще интересные новости о космосе.