อุกกาบาตที่อบแล้วเป็นกุญแจไขชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์

ในการศึกษาในห้องปฏิบัติการใหม่เกี่ยวกับบรรยากาศเริ่มต้นของดาวเคราะห์คล้ายโลกที่เป็นหิน นักวิจัยของ University of California ได้ให้ความร้อนกับตัวอย่างอุกกาบาตดึกดำบรรพ์ในเตาเผาที่อุณหภูมิสูงและวิเคราะห์ก๊าซที่ก่อตัวขึ้น

ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าชั้นบรรยากาศเริ่มต้นของดาวเคราะห์ภาคพื้นดินอาจแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากสมมติฐานทั่วไปหลายอย่างที่ใช้ในแบบจำลองทางทฤษฎีของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ ข้อมูลนี้จะมีความสำคัญเมื่อเราเริ่มสังเกตบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบด้วยกล้องโทรทรรศน์ใหม่และเครื่องมือขั้นสูง

ที่น่าสนใจเช่นกัน: หลุมอุกกาบาตที่เก่าแก่ที่สุดในโลกไม่ใช่อย่างที่เห็น?

เป็นที่เชื่อกันว่าชั้นบรรยากาศช่วงแรกๆ ของดาวเคราะห์หินก่อตัวขึ้นจากก๊าซที่ปล่อยออกมาจากพื้นผิวโลกเป็นส่วนใหญ่ อันเป็นผลมาจากความร้อนสูงระหว่างการสร้างบล็อคของดาวเคราะห์และการระเบิดของภูเขาไฟในระยะหลังในช่วงแรกของการพัฒนาของดาวเคราะห์ เมื่อโครงสร้างต่างๆ ของดาวเคราะห์มารวมกัน สสารจะร้อนขึ้นและเกิดก๊าซขึ้น และถ้าดาวเคราะห์มีขนาดใหญ่เพียงพอ ก๊าซก็จะถูกกักขังไว้ในชั้นบรรยากาศ นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามจำลองกระบวนการกำเนิดชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ในช่วงแรกๆ นี้ในห้องปฏิบัติการ

นักวิจัยวิเคราะห์อุกกาบาตสามตัวที่รู้จักกันในชื่อ CM-type carbonaceous chondrites ซึ่งมีองค์ประกอบที่คิดว่าเป็นตัวแทนของวัสดุที่ดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้น คอนไดรต์แตกต่างจากอุกกาบาตประเภทอื่นตรงที่มันไม่ร้อนพอที่จะละลาย ดังนั้นพวกมันจึงมีองค์ประกอบดั้งเดิมที่สุดบางส่วนที่สามารถบอกเราเกี่ยวกับองค์ประกอบของระบบสุริยะเมื่อดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้น

การทำงานร่วมกับนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุจากแผนกฟิสิกส์ นักวิจัยได้ติดตั้งเตาหลอมที่เชื่อมต่อกับแมสสเปกโตรมิเตอร์และระบบสูญญากาศ เมื่อตัวอย่างอุกกาบาตถูกทำให้ร้อนถึง 1200°C ระบบจะวิเคราะห์ก๊าซระเหยที่เกิดจากแร่ธาตุในตัวอย่าง ไอน้ำเป็นก๊าซหลักที่มีคาร์บอนมอนอกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณมาก และปล่อยไฮโดรเจนและไฮโดรเจนซัลไฟด์ในปริมาณที่น้อยกว่าด้วย

ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าแบบจำลองของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์มักจะถือว่าองค์ประกอบคล้ายกับดวงอาทิตย์ ดังนั้นจึงถูกครอบงำด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียม “อย่างไรก็ตาม จากการกำจัดก๊าซอุกกาบาต คาดว่าไอน้ำจะเป็นก๊าซหลัก รองลงมาคือคาร์บอนมอนอกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์” พวกเขากล่าว "การใช้องค์ประกอบพลังงานแสงอาทิตย์เป็นเรื่องปกติสำหรับดาวเคราะห์ขนาดดาวพฤหัสบดีขนาดใหญ่ที่ได้รับชั้นบรรยากาศจากเนบิวลาสุริยะ แต่คาดว่าดาวเคราะห์ขนาดเล็กจะทำให้บรรยากาศของพวกมันเพิ่มขึ้นจากการคายก๊าซออก

นักวิจัยเปรียบเทียบผลลัพธ์กับการคาดการณ์ของแบบจำลองสมดุลเคมีตามองค์ประกอบของอุกกาบาต: "ในเชิงคุณภาพ เราได้รับผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันมากกับสิ่งที่แบบจำลองดุลยภาพทางเคมีคาดการณ์ไว้ ซึ่งควรเน้น แต่ก็มีความแตกต่างอยู่บ้าง จำเป็นต้องมีการทดลองเพื่อดูว่าเกิดอะไรขึ้นในทางปฏิบัติ เราต้องการทำเช่นนี้กับอุกกาบาตที่หลากหลายเพื่อให้มีข้อจำกัดที่ดีขึ้นสำหรับแบบจำลองทางทฤษฎีของบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบ"

อ่าน:

• อุกกาบาตถูกบันทึกเหนือฟลอริดาตอนใต้
• อุกกาบาตที่หายากทำให้เกิดโซนิคบูมอันทรงพลังเหนือบริเตนใหญ่