Tento obrázek ukazuje, NASA, Cassini kosmická loď létání přes mraky na Enceladu v říjnu 2015. Credit: NASA/JPL-Caltech
před Několika lety, planetární vědec Lynnae Rychle začal uvažovat, zda některý z více než 4000 známých exoplanet a planet mimo naši sluneční soustavu, mohou podobat některé z vodnaté měsíců kolem Jupiteru a Saturnu., Ačkoli některé z těchto měsíců nemají atmosféru a jsou pokryty ledem, stále patří mezi hlavní cíle při hledání života mimo zemi NASA. Dobrým příkladem jsou Saturnovy měsíce Enceladus a Jupiterův měsíc Europa, které vědci klasifikují jako“ oceánské světy“.
„Chocholy vodou vybuchnout od Europa a Enceladus, takže můžeme říct, že tyto orgány mají podpovrchové oceány pod ledem skořápky, a mají energii, která pohání oblaka, což jsou dvě podmínky pro život, jak ho známe,“ říká Rychle, NASA planetární vědec, který se specializuje na vulkanismus a oceánu světy., „Takže pokud uvažujeme o těchto místech jako o obyvatelných, možná jsou jejich větší verze v jiných planetárních systémech také obyvatelné.“
Quick z Goddardova vesmírného letového centra NASA v Greenbeltu v Marylandu se rozhodl prozkoumat — zda-hypoteticky-existují planety podobné Europě a Enceladus v galaxii Mléčné dráhy. A mohli by taky být geologicky aktivní natolik, aby střílet chocholy přes jejich povrchy, které by jednoho dne mohly být detekovány dalekohledy.,
Prostřednictvím matematické analýzy několika desítek exoplanet včetně planet v okolí TRAPPIST-1 systém, Rychlé a její kolegové se naučil něco důležitého: Více než čtvrtina exoplanet studovali mohl být oceán světy, přičemž většina případně přechovávání oceány pod vrstvy z povrchu ledu, podobný Europě a Enceladu. Navíc mnoho z těchto planet by mohlo uvolňovat více energie než Europa a Enceladus.,
Venuše mohla mít kdysi tekuté vodní oceány a aktivní sopky, prostředí, které je pohostinné k životu. Ale časem se planeta tak rozpálila, že se oceány vyvařily. Sopečné plyny postupně vytvořily na Venuši super hustou atmosféru s mraky kyseliny sírové., Kredit: Michael Lentz & Mike Mirandi/NASA ‚ s Goddard Space Flight Center,
Vědci mohou jednoho dne budou moci vyzkoušet Rychlé předpovědi měřením tepla vyzařovaného z exoplanety nebo detekci sopečného nebo cryovolcanic (kapalina nebo pára místo roztavené horniny) erupce v vlnové délky světla emitovaného molekulami v atmosféře planety. Prozatím vědci nevidí mnoho exoplanet v žádném detailu. Bohužel, jsou příliš daleko a příliš utopeni světlem svých hvězd., Ale vzhledem k jediné dostupné informace — exoplaneta velikosti, hmotnosti a vzdálenosti od své hvězdy — vědci, jako je Quick a její kolegové můžete klepnout matematické modely a naše chápání sluneční soustavy, aby se pokusili představit si podmínky, které by mohly být formování exoplanet v obyvatelné světy, nebo ne.,
Zatímco předpoklady, které jdou do těchto matematických modelů jsou kvalifikované odhady, které mohou vědcům pomoci zúžit seznam slibné exoplanety hledat příznivé podmínky života, tak, že NASA nadcházející Vesmírný Dalekohled Jamese Webba nebo jiné vesmírné mise může pokračovat.
„Budoucí mise hledat známky života mimo sluneční soustavu jsou zaměřeny na planetách jako je ta naše, které mají globální biosféry, která je tak bohatá, že je to změna chemie o celou atmosféru,“ říká Aki Roberge, NASA Goddard astrofyzik, který spolupracoval s Rychlou analýzu., „Ale ve sluneční soustavě ledové měsíce s oceány, které jsou daleko od tepla slunce, stále ukázaly, že mají vlastnosti, o kterých si myslíme, že jsou nezbytné pro život.“
Tento animovaný graf ukazuje úrovně předpokládané geologické aktivity mezi exoplanet, s a bez oceány, ve srovnání se známými geologická činnost mezi těles sluneční soustavy, s a bez oceány., Kredit: Lynnae Quick & Goddard Space Flight Center NASA
Chcete-li hledat možné oceánské světy, vybral tým Quick 53 exoplanet s velikostí nejvíce podobnou Zemi, i když by mohli mít až osmkrát více hmoty. Vědci předpokládají, že planety této velikosti jsou pevnější než plynné, a proto s větší pravděpodobností podporují kapalnou vodu na nebo pod jejich povrchy., Nejméně 30 více planet, které se vejdou tyto parametry byly zjištěny, vzhledem k tomu, Rychlé a její kolegové začali své studium v roce 2017, ale nebyly zahrnuty do analýzy, která byla zveřejněna dne 18. června 2020, v časopise Publications of the Astronomical Society of the Pacific.
s identifikovanými planetami velikosti Země se Quick a její tým snažili zjistit, kolik energie by každý z nich mohl generovat a uvolňovat jako teplo. Tým zvažoval dva primární zdroje tepla., První, radiogenní teplo, je generováno během miliard let pomalým rozpadem radioaktivních materiálů v plášti a kůře planety. Tato míra rozpadu závisí na věku planety a hmotnosti jejího pláště. Jiní vědci již určili tyto vztahy pro planety velikosti Země. Takže, Rychlé a její tým aplikován rychlost rozpadu jejich seznam 53 planety, za předpokladu, že každý z nich je ve stejném věku jako jeho hvězda a že jeho plášť zabírá stejný podíl planety objem jako Zemského pláště.,
Next, vědci vypočítat teplo produkované něco jiného: slapové síly, což je energie z gravitačního tahá, když jeden objekt obíhá další. Planety v roztažených nebo eliptických drahách posouvají vzdálenost mezi sebou a svými hvězdami, když je krouží. To vede ke změnám gravitační síly mezi oběma objekty a způsobuje, že se planeta roztahuje, čímž vytváří teplo. Nakonec se teplo ztrácí do prostoru přes povrch.
jedna výstupní cesta pro teplo je přes sopky nebo kryovolcany., Další cestou je tektonika, což je geologický proces zodpovědný za pohyb nejvzdálenější skalnaté nebo ledové vrstvy planety nebo měsíce. Podle toho, jak teplo je propuštěn, protože věděl, jak moc to planeta tlačí ven, je důležité, protože to může zlomit, nebo obyvatelnost.
„Předpovídání Sazby Sopečné Činnosti na Terestrické Exoplanety a Důsledky pro Cryovolcanic Činnost na Extrasolární Oceánu Světy“ Lynnae C. Rychlé, Aki Roberge, Amy Barr Mlinar a Matthew M. Hedman, 18. června 2020, Publikace z Astronomická Společnost v Tichém oceánu.
doi: 10.,1088/1538-3873/ab9504
„radiogenní ohřev evoluce modelu pro cosmochemically Zemi podobné exoplanety“ Elizabeth A. Frank, Bradley S. Meyer a Stephen J. Mojzsis, Icarus.
DOI: 10.1016 / j. icarus.2014.08.031