Denne illustrasjonen viser nasas Cassini-sonden flyr gjennom skyer på Enceladus i oktober 2015. Kreditt: NASA/JPL-Caltech
for Flere år siden, planetarisk forsker Lynnae Rask begynte å lure på om noen av de mer enn 4000 kjente eksoplaneter, eller planeter utenfor vårt solsystem, kan likne på noen av vassen måner rundt Jupiter og Saturn., Selv om noen av disse måner som ikke har atmosfærer og er dekket av is, de er fortsatt blant de beste målene i nasas søke etter liv utenfor Jorden. Saturn-månen Enceladus og Jupiters måne Europa, som forskere klassifiserer som «ocean verdener,» er gode eksempler.
«Skyer av vann bryter ut i fra Europa og Enceladus, så kan vi fortelle at disse organene har undergrunnen havet sine under isen skjell, og de har energi som driver fjær, som er to krav for liv slik vi kjenner det,» sier Quick, en NASA planetarisk forsker som spesialiserer seg i vulkanisme og havet verdener., «Så hvis vi tenker på disse stedene som blir muligens beboelig, kanskje større versjoner av dem i andre planetsystemer er beboelig for.»
Rask, av NASA ‘ s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, bestemte seg for å utforske om — hypotetisk — det er planeter som ligner Europa og Enceladus i melkeveien. Og, kan de også være geologisk aktiv nok til å skyte fjær gjennom deres overflater som en dag vil kunne bli oppdaget av teleskoper.,
Gjennom en matematisk analyse av flere dusin eksoplaneter, inkludert planeter i nærheten TRAPPIST-1-system, Rask og hennes kolleger har lært noe viktig: Mer enn en fjerdedel av eksoplaneter de studerte kan være ocean verdener, med et flertall muligens mye hav under lag av overflaten is, og ligner til Europa og Enceladus. I tillegg, mange av disse planetene kunne avgi mer energi enn Europa og Enceladus.,
Venus kan ha en gang hadde flytende vann hav og aktive vulkaner, en innstilling som er gjestfrie til liv. Men over tid planeten fikk så varmt hav kokt bort. Gradvis, vulkanske gasser opprettet en super tykke atmosfæren på Venus, med skyer av svovelsyre., Kreditt: Michael Lentz & Mike Mirandi/NASA ‘s Goddard Space Flight Center
Forskere kan en dag være i stand til å teste Rask’ s spådommer ved å måle varme som avgis fra en exoplanet eller ved å oppdage vulkansk eller cryovolcanic (væske eller damp i stedet av smeltet stein) utbrudd i bølgelengder av lyset som avgis av molekyler i en planetens atmosfære. For nå, forskere ikke kan se mange eksoplaneter i noen detalj. Akk, de er for langt unna og for overdøvet av lyset av sine stjerner., Men ved å ta i betraktning den eneste informasjonen som er tilgjengelig — exoplanet størrelser, masser og avstander fra sine stjerner — forskere som Rask og hennes kolleger kan ta hurtig på matematiske modeller og vår forståelse av solsystemet for å prøve å forestille seg de forhold som kan være med å forme eksoplaneter i levelig verdener eller ikke.,
Mens de forutsetningene som går inn i disse matematiske modellene er utdannet gjetninger, de kan hjelpe forskere med å begrense listen over lovende eksoplaneter å søke etter forholdene gunstige for liv, slik at NASA ‘ s kommende James Webb Space Telescope eller andre romferder kan følge opp.
«Fremtidige oppdrag å se etter tegn til liv utenfor solsystemet er fokusert på planeter som vår, som har en global biosphere som er så rikt det er å endre kjemien i hele atmosfæren, sier Aki Roberge, en NASA Goddard astrofysiker som har samarbeidet med Rask på denne analysen., «Men i solsystemet, icy moons med hav, som er langt fra varmen av Solen, fortsatt har vist at de har de funksjonene vi tror er nødvendig for livet.»
Denne animerte graf viser nivåer av spådd geologisk aktivitet blant eksoplaneter, med og uten hav, i forhold til kjent geologisk aktivitet blant solsystemet organer, med og uten hav., Kreditt: Lynnae Rask & James Tralie/NASA ‘ s Goddard Space Flight Center
for Å se etter mulige ocean verdener, Rask team valgte 53 eksoplaneter med størrelser som mest ligner på Jorden, selv om de kan ha opp til åtte ganger mer masse. Forskere antar planeter av denne størrelsen er mer solid enn i gassform, og dermed er mer tilbøyelige til å støtte flytende vann på eller under deres overflater., Minst 30 flere planeter som passer til disse parameterne har blitt oppdaget etter Rask og hennes kolleger begynte sine studier i 2017, men de var ikke inkludert i analysen, som ble publisert på juni 18, 2020, i tidsskriftet Publikasjoner i Astronomical Society of the Pacific.
Med sin Jorden-størrelse planetene som er oppdaget, Rask og hennes team forsøkte å finne ut hvor mye energi hver og en kunne være å generere og avgi varme. Teamet vurderte to primære kilder til varme., Den første, radiogenic varme, er generert over milliarder av år av langsom nedbrytning av radioaktivt materiale i jordens mantel og skorpe. At frekvensen av forråtnelse avhenger av jordens alder og masse av mantelen. Andre forskere hadde allerede bestemt disse relasjoner for Jord-størrelse planeter. Så, Rask og hennes team har brukt forfall pris på deres liste av 53 planeter, forutsatt at hver og en er på samme alder som sin stjerne, og at mantelen tar opp den samme andelen av jordens volum som Jordens mantel gjør.,
Neste, forskerne beregnet varmen som produseres av noe annet: tidevanns kraft, som er energien som genereres fra gravitasjonsfelt rykke når et objekt som går i bane rundt en annen. Planeter i strukket ut, eller elliptisk, baner skift avstanden mellom seg selv og sine stjerner som de en ring rundt dem. Dette fører til endringer i gravitasjonskraft mellom to objekter og fører til planeten til å strekke seg, og dermed generere varme. Til slutt, varmen er tapt i verdensrommet gjennom overflaten.
En utgang rute for varmen er gjennom vulkaner eller cryovolcanoes., En annen rute er gjennom tektonikk, som er en geologisk prosess som er ansvarlig for flytting av de ytterste steinete eller isete laget av en planet eller en måne. Uansett hvilken vei den varme er utladet, må du vite hvor mye av det en planet som presser ut er viktig, fordi det kan gjøre eller bryte beboelighet.
«Prognoser Priser på Vulkansk Aktivitet på Terrestriske Eksoplaneter og Implikasjoner for Cryovolcanic Aktivitet på Extrasolar Ocean Verdener» av Lynnae C. Rask, Aki Roberge, Amy Barr Mlinar og Matthew M. Hedman, 18 juni 2020, Publikasjoner av Astronomical Society of the Pacific.
TO: 10.,1088/1538-3873/ab9504
«En radiogenic oppvarming utviklingen modell for cosmochemically Jorden-som eksoplaneter» av Elizabeth A. Frank, Bradley S. Meyer og Stephen J. Mojzsis, Icarus.
DOI: 10.1016/j.icarus.2014.08.031