Denne illustration viser NASAS Cassini-rumsonden, der flyver gennem faner på Enceladus i oktober 2015. Credit: NASA/JPL-Caltech
for Flere år siden, planetariske videnskabsmand Lynnae Hurtig begyndte at spekulere på, om nogen af de mere end 4.000 kendte exoplaneter, eller planeter uden for vores solsystem, kan ligne nogle af de våde måner omkring Jupiter og Saturn., Selvom nogle af disse måner ikke har atmosfærer og er dækket af is, er de stadig blandt de øverste mål i NASAs søgen efter liv ud over jorden. Saturns måne Enceladus og Jupiters måne Europa, som forskere klassificerer som “havverdener”, er gode eksempler.
“Temaet vand, bryder ud fra Europa og Enceladus, så vi kan fortælle, at disse organer har i undergrunden, oceaner under deres is skaller, og de har energi, der driver de faner, der er to krav for liv, som vi kender det,” siger Quick, en NASA planetariske videnskabsmand, der har specialiseret sig i vulkanisme og ocean verdener., “Så hvis vi tænker på disse steder som muligvis beboelige, er måske større versioner af dem i andre planetariske systemer også beboelige.”
hurtigt fra NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, besluttede at undersøge, om der hypotetisk er planeter, der ligner Europa og Enceladus i Mælkevejsgalaksen. Og kunne de også være geologisk aktive nok til at skyde Plumer gennem deres overflader, der en dag kunne opdages af teleskoper.,
Gennem en matematisk analyse af flere dusin exoplaneter, herunder planeter i den nærliggende TRAPPIST-1-system, Hurtig og hendes kolleger lærte noget vigtigt: Mere end en fjerdedel af exoplaneter, som de studerede kunne være ocean verdener, med et flertal eventuelt husly oceaner under lag af overfladen is, der svarer til Europa-og Enceladus. Derudover kunne mange af disse planeter frigive mere energi end Europa og Enceladus.,
Venus kan have, når haft flydende vand oceaner og aktive vulkaner, en indstilling, der er gæstfri for liv. Men med tiden blev planeten så varm, at oceanerne kogte væk. Efterhånden skabte vulkanske gasser en super tyk atmosfære på Venus med svovlsyreskyer., Kredit: Michael Lentz & Mike Mirandi/NASA ‘s Goddard Space Flight Center
Forskere kan en dag være i stand til at teste Hurtig’ s forudsigelser ved at måle den varme, der afgives fra en exoplanet, eller ved detektering af vulkansk eller cryovolcanic (væske eller damp i stedet for smeltet sten) vulkanudbrud i bølgelængder af lys, der udsendes af molekyler i en planets atmosfære. På nuværende tidspunkt kan forskere ikke se mange eksoplaneter i detaljer. Ak, de er for langt væk og for druknet ud af lyset af deres stjerner., Men ved at betragte den eneste information til rådighed — exoplanet størrelser, masser og afstanden fra deres stjerner — forskere som Hurtig og hendes kolleger kan trykke på matematiske modeller og vores forståelse af solsystemet til at forsøge at forestille sig de betingelser, der kan være udformningen af exoplaneter i beboelig verdener eller ikke.,mens antagelserne, der går ind i disse matematiske modeller, er uddannede gæt, kan de hjælpe forskere med at indsnævre listen over lovende eksoplaneter for at søge efter forhold, der er gunstige for livet, så NASAs kommende James .ebb-rumteleskop eller andre rummissioner kan følge op.
“Fremtidige missioner til at lede efter tegn på liv udenfor solsystemet er fokuseret på planeter som vores, der har en global biosfære, der er så rigelige, det er at ændre kemien i hele atmosfæren,” siger Aki Roberge, en NASA Goddard astrofysiker, der samarbejdede med Hurtig på denne analyse., “Men i solsystemet har iskolde måner med oceaner, der er langt fra solens varme, stadig vist, at de har de funktioner, vi mener er nødvendige for livet.”
Dette animerede graf, der viser niveauer af forventede geologiske aktivitet blandt exoplaneter, med og uden oceaner, i forhold til kendte geologiske aktivitet blandt solar system organer, med og uden oceaner., Kredit: Lynnae Hurtig & James Tralie/NASA ‘ s Goddard Space Flight Center
til At søge efter mulige ocean verdener, Quick hold valgte 53 exoplaneter med størrelser, de fleste ligner Jorden, selv om de kan have op til otte gange mere masse. Forskere antager, at planeter af denne størrelse er mere solide end gasformige og dermed mere tilbøjelige til at understøtte flydende vand på eller under deres overflader., Mindst 30 flere planeter, der passer til disse parametre er blevet opdaget siden Hurtig og hendes kolleger begyndte deres undersøgelse i 2017, men de blev ikke medtaget i analysen, der blev offentliggjort den 18 juni, 2020, i tidsskriftet Publications of the Astronomical Society of the Pacific.
med deres Jordstørrelse planeter identificeret, forsøgte Quickuick og hendes team at bestemme, hvor meget energi hver enkelt kunne generere og frigive som varme. Holdet betragtede to primære varmekilder., Den første, radiogen varme, genereres over milliarder af år af det langsomme forfald af radioaktive materialer i en planets kappe og skorpe. Denne forfaldshastighed afhænger af en planets alder og massen af dens kappe. Andre forskere havde allerede bestemt disse forhold for planeter i Jordstørrelse. Så Quickuick og hendes team anvendte henfaldshastigheden på deres liste over 53 planeter, forudsat at hver enkelt er den samme alder som sin stjerne, og at dens mantel optager den samme andel af planetens volumen som jordens mantel gør.,
dernæst beregnede forskerne varme produceret af noget andet: tidevandskraft, som er energi, der genereres fra gravitationstrækningen, når et objekt kredser om et andet. Planeter i udstrakte eller elliptiske baner skifter afstanden mellem sig selv og deres stjerner, når de kredser om dem. Dette fører til ændringer i tyngdekraften mellem de to objekter og får planeten til at strække sig og derved generere varme. Til sidst går varmen tabt til rummet gennem overfladen.
en udgangsvej for varmen er gennem vulkaner eller kryovolkaner., En anden rute er gennem tektonik, som er en geologisk proces, der er ansvarlig for bevægelsen af det yderste stenede eller iskolde lag af en planet eller måne. Uanset hvordan varmen udledes, at vide, hvor meget af det en planet skubber ud er vigtig, fordi det kunne gøre eller bryde beboelighed.
“Forecasting Priser af Vulkansk Aktivitet på Terrestriske Exoplaneter og Konsekvenser for Cryovolcanic Aktivitet på Extrasolar Ocean Verdener” af Lynnae C. Hurtig, akut nyresvigt Roberge, Amy Barr Mlinar og Matthew M. Hedman, 18 juni 2020, Publications of the Astronomical Society of the Pacific.
DOI: 10.,1088/1538-3873/ab9504
“En radiogenic varme evolution model for cosmochemically jordlignende exoplaneter” af Elizabeth A. Frank, Bradley S. Meyer og Stephen J. Mojzsis, Icarus.
DOI: 10.1016/j.icarus.2014.08.031