In un nuovo studio di laboratorio sulle atmosfere iniziali di pianeti rocciosi simili alla Terra, i ricercatori dell'Università della California hanno riscaldato campioni di un meteorite primordiale in una fornace ad alta temperatura e hanno analizzato i gas che si sono formati.
I risultati suggeriscono che le atmosfere iniziali dei pianeti terrestri possono differire in modo significativo da molte ipotesi comuni utilizzate nei modelli teorici delle atmosfere planetarie. Questa informazione sarà importante quando inizieremo a osservare le atmosfere degli esopianeti con nuovi telescopi e strumenti avanzati.
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Si ritiene che le prime atmosfere dei pianeti rocciosi si siano formate principalmente da gas rilasciati dalla superficie del pianeta a seguito dell'intenso riscaldamento durante la formazione di blocchi planetari e successivamente dell'attività vulcanica nelle prime fasi dello sviluppo del pianeta. Quando gli elementi costitutivi di un pianeta si uniscono, il materiale si riscalda e si formano dei gas, e se il pianeta è abbastanza grande, i gas rimarranno intrappolati nell'atmosfera. Gli scienziati stanno cercando di simulare in laboratorio questo primissimo processo di formazione dell'atmosfera del pianeta.
I ricercatori hanno analizzato tre meteoriti noti come condriti carboniose di tipo CM, la cui composizione è ritenuta rappresentativa del materiale da cui si sono formati il Sole e i pianeti. Le condriti differiscono da altri tipi di meteoriti in quanto non si surriscaldano abbastanza da sciogliersi, quindi contengono alcuni dei componenti più primitivi che possono dirci sulla composizione del sistema solare quando si sono formati i pianeti.
Lavorando con gli scienziati dei materiali del Dipartimento di Fisica, i ricercatori hanno installato una fornace collegata a uno spettrometro di massa ea un sistema di vuoto. Quando i campioni di meteorite sono stati riscaldati a 1200°C, il sistema ha analizzato i gas volatili che si formano dai minerali nel campione. Il vapore acqueo era il gas predominante con quantità significative di monossido di carbonio e anidride carbonica e venivano rilasciate anche quantità minori di idrogeno e idrogeno solforato.
Secondo gli esperti, i modelli delle atmosfere planetarie assumono spesso una composizione simile a quella del Sole, e quindi dominata da idrogeno ed elio. "Tuttavia, sulla base del degassamento del meteorite, ci si aspetterebbe che il vapore acqueo sia il gas predominante, seguito dal monossido di carbonio e dall'anidride carbonica", affermano. "L'uso della composizione solare è normale per i grandi pianeti delle dimensioni di Giove che ottengono le loro atmosfere dalla nebulosa solare, ma si pensa che i pianeti più piccoli ottengano maggiormente le loro atmosfere dal degassamento.
I ricercatori hanno confrontato i loro risultati con le previsioni dei modelli di equilibrio chimico basati sulla composizione del meteorite: “Qualitativamente, otteniamo risultati molto simili a quelli previsti dai modelli di equilibrio chimico, che dovrebbero essere evidenziati, ma ci sono anche alcune differenze. Sono necessari esperimenti per vedere cosa accade realmente nella pratica. Vogliamo farlo per un'ampia varietà di meteoriti per fornire migliori vincoli per i modelli teorici delle atmosfere degli esopianeti".
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