I en ny laboratorieundersøgelse af de oprindelige atmosfærer af klippefyldte jordlignende planeter opvarmede forskere fra University of California prøver af en primordial meteorit i en højtemperaturovn og analyserede de gasser, der blev dannet.
Resultaterne tyder på, at de jordiske planeters oprindelige atmosfærer kan afvige væsentligt fra mange almindelige antagelser, der bruges i teoretiske modeller af planetariske atmosfærer. Denne information vil være vigtig, når vi begynder at observere atmosfæren på exoplaneter med nye teleskoper og avancerede instrumenter.
Også interessant: Er det ældste meteoritkrater i verden ikke, hvad det ser ud til?
Det menes, at de tidlige atmosfærer på klippeplaneter hovedsageligt er dannet af gasser frigivet fra planetens overflade som følge af intens opvarmning under opbygningen af planetariske byggesten og senere vulkansk aktivitet i de tidlige stadier af planetens udvikling. Når byggestenene på en planet samles, opvarmes materialet, og der dannes gasser, og hvis planeten er stor nok, vil gasserne blive fanget som en atmosfære. Forskere forsøger at simulere denne meget tidlige proces med dannelse af planetens atmosfære i laboratoriet.
Forskerne analyserede tre meteoritter kendt som kulstofholdige kondritter af CM-typen, hvis sammensætning menes at være repræsentativ for det materiale, hvorfra Solen og planeterne blev dannet. Kondritter adskiller sig fra andre typer meteoritter ved, at de ikke bliver varme nok til at smelte, så de rummer nogle af de mest primitive komponenter, der kan fortælle os om sammensætningen af solsystemet, da planeterne blev dannet.
I samarbejde med materialeforskere fra Fysikafdelingen installerede forskerne en ovn forbundet til et massespektrometer og et vakuumsystem. Da meteoritprøverne blev opvarmet til 1200°C, analyserede systemet de flygtige gasser, der dannes fra mineralerne i prøven. Vanddamp var den fremherskende gas med betydelige mængder kulilte og kuldioxid, og mindre mængder brint og svovlbrinte blev også frigivet.
Ifølge eksperter antager modeller af planetariske atmosfærer ofte en sammensætning, der ligner Solens, og derfor er den domineret af brint og helium. "Men baseret på meteoritafgasning ville man forvente, at vanddamp var den dominerende gas, efterfulgt af kulilte og kuldioxid," siger de. "At bruge solsammensætning er normalt for store planeter på størrelse med Jupiter, der får deres atmosfære fra soltågen, men mindre planeter menes at få deres atmosfære mere fra udgasning.
Forskerne sammenlignede deres resultater med forudsigelserne af kemiske ligevægtsmodeller baseret på meteoritsammensætning: ”Kvalitativt får vi meget svarende til, hvad de kemiske ligevægtsmodeller forudsiger, hvilket bør fremhæves, men der er også nogle forskelle. Der er brug for eksperimenter for at se, hvad der rent faktisk sker i praksis. Vi ønsker at gøre dette for en bred vifte af meteoritter for at give bedre begrænsninger for teoretiske modeller af exoplanetatmosfærer."
Læs også:
- En meteorit blev registreret over det sydlige Florida
- En sjælden meteor forårsagede et kraftigt sonisk boom over Storbritannien