Σε μια νέα εργαστηριακή μελέτη για τις αρχικές ατμόσφαιρες βραχωδών πλανητών που μοιάζουν με τη Γη, ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια θέρμαναν δείγματα ενός αρχέγονου μετεωρίτη σε έναν κλίβανο υψηλής θερμοκρασίας και ανέλυσαν τα αέρια που σχηματίστηκαν.
Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι οι αρχικές ατμόσφαιρες των επίγειων πλανητών μπορεί να διαφέρουν σημαντικά από πολλές κοινές υποθέσεις που χρησιμοποιούνται σε θεωρητικά μοντέλα πλανητικών ατμοσφαιρών. Αυτές οι πληροφορίες θα είναι σημαντικές καθώς αρχίζουμε να παρατηρούμε τις ατμόσφαιρες των εξωπλανητών με νέα τηλεσκόπια και προηγμένα όργανα.
Επίσης ενδιαφέρον: Ο παλαιότερος κρατήρας μετεωρίτη στον κόσμο δεν είναι αυτό που φαίνεται;
Πιστεύεται ότι οι πρώιμες ατμόσφαιρες των βραχωδών πλανητών σχηματίστηκαν κυρίως από αέρια που απελευθερώθηκαν από την επιφάνεια του πλανήτη ως αποτέλεσμα έντονης θέρμανσης κατά τη συσσώρευση πλανητικών δομικών στοιχείων και αργότερα ηφαιστειακής δραστηριότητας στα πρώτα στάδια της ανάπτυξης του πλανήτη. Καθώς τα δομικά στοιχεία ενός πλανήτη ενώνονται, το υλικό θερμαίνεται και σχηματίζονται αέρια, και εάν ο πλανήτης είναι αρκετά μεγάλος, τα αέρια θα παγιδευτούν ως ατμόσφαιρα. Οι επιστήμονες προσπαθούν να προσομοιώσουν αυτή την πολύ πρώιμη διαδικασία σχηματισμού της ατμόσφαιρας του πλανήτη στο εργαστήριο.
Οι ερευνητές ανέλυσαν τρεις μετεωρίτες γνωστούς ως ανθρακούχους χονδρίτες τύπου CM, η σύνθεση των οποίων πιστεύεται ότι είναι αντιπροσωπευτική του υλικού από το οποίο σχηματίστηκαν ο Ήλιος και οι πλανήτες. Οι χονδρίτες διαφέρουν από τους άλλους τύπους μετεωριτών στο ότι δεν θερμαίνονται αρκετά για να λιώσουν, επομένως συγκρατούν μερικά από τα πιο πρωτόγονα συστατικά που μπορούν να μας πουν για τη σύνθεση του ηλιακού συστήματος όταν σχηματίστηκαν οι πλανήτες.
Σε συνεργασία με επιστήμονες υλικών από το Τμήμα Φυσικής, οι ερευνητές εγκατέστησαν έναν κλίβανο συνδεδεμένο με ένα φασματόμετρο μάζας και ένα σύστημα κενού. Όταν τα δείγματα μετεωρίτη θερμάνθηκαν στους 1200°C, το σύστημα ανέλυσε τα πτητικά αέρια που σχηματίζονται από τα ορυκτά στο δείγμα. Οι υδρατμοί ήταν το κυρίαρχο αέριο με σημαντικές ποσότητες μονοξειδίου του άνθρακα και διοξειδίου του άνθρακα, ενώ απελευθερώθηκαν επίσης μικρότερες ποσότητες υδρογόνου και υδρόθειου.
Σύμφωνα με τους ειδικούς, τα μοντέλα πλανητικών ατμοσφαιρών συχνά υποθέτουν μια σύνθεση παρόμοια με αυτή του Ήλιου, και ως εκ τούτου κυριαρχείται από το υδρογόνο και το ήλιο. «Ωστόσο, με βάση την απαέρωση μετεωριτών, θα περίμενε κανείς ότι οι υδρατμοί θα είναι το κυρίαρχο αέριο, ακολουθούμενο από το μονοξείδιο του άνθρακα και το διοξείδιο του άνθρακα», λένε. «Η χρήση της ηλιακής σύνθεσης είναι φυσιολογική για μεγάλους πλανήτες μεγέθους Δία που παίρνουν την ατμόσφαιρά τους από το ηλιακό νεφέλωμα, αλλά οι μικρότεροι πλανήτες πιστεύεται ότι παίρνουν την ατμόσφαιρά τους περισσότερο από την εξάτμιση αερίων.
Οι ερευνητές συνέκριναν τα αποτελέσματά τους με τις προβλέψεις μοντέλων χημικής ισορροπίας με βάση τη σύνθεση μετεωριτών: «Ποιοτικά, έχουμε πολύ παρόμοια αποτελέσματα με αυτά που προβλέπουν τα μοντέλα χημικής ισορροπίας, τα οποία πρέπει να επισημανθούν, αλλά υπάρχουν και κάποιες διαφορές. Απαιτούνται πειράματα για να δούμε τι πραγματικά συμβαίνει στην πράξη. Θέλουμε να το κάνουμε αυτό για μια μεγάλη ποικιλία μετεωριτών για να παρέχουμε καλύτερους περιορισμούς για θεωρητικά μοντέλα ατμοσφαιρικών εξωπλανητών».
Διαβάστε επίσης:
- Ένας μετεωρίτης καταγράφηκε πάνω από τη νότια Φλόριντα
- Ένας σπάνιος μετεωρίτης προκάλεσε ισχυρή ηχητική έκρηξη πάνω από τη Μεγάλη Βρετανία