Araştırmacılar, Dünya’nın suyunun, sonunda Dünya’yı oluşturan ilk gezegen embriyolarının hidrojen açısından zengin atmosferleri ile magma okyanusları arasındaki etkileşimlerden kaynaklanmış olabileceğini öne sürüyor. Ötegezegen araştırmalarındaki son artıştan haberdar edilen yeni gezegen oluşumu modellerini kullanan çalışmaları, bu etkileşimlerin, diğer su kaynaklarına dayanmak zorunda kalmadan, Dünya’nın su bolluğu ve genel olarak oksitlenmiş durumu gibi bileşiminin temel özelliklerini açıklayabildiğini gösterdi.{ 4}
Yeni keşfedilen ötegezegenler, Dünya’nın su bolluğu gibi bazı karakteristik özelliklerinin kökenine ilişkin potansiyel açıklamalar sunan yeni bir modelin geliştirilmesine katkıda bulunuyor.
{ 6}Carnegie Science’tan Anat Shahar’ın yanı sıra UCLA’dan Edward Young ve Hilke Schlichting tarafından yapılan yeni araştırma, gezegenimizde bulunan suyun, hidrojen açısından zengin atmosferler ile onu oluşturan ilk gezegen kütlelerinin erimiş lav denizleri arasındaki etkileşimden kaynaklanmış olabileceğini öne sürüyor. Dünya’nın oluşumunun ilk aşamaları. Onların Dünya’yı tanımlayan bazı özelliklerinin kökenine ışık tutabilecek araştırmaları yakın zamanda Nature dergisinde yayınlandı.
Tarihsel olarak, gezegen oluşumu anlayışımız büyük ölçüde kendi Güneş Sistemi örneğimizden etkilenmiştir. Jüpiter ve Satürn gibi gaz devlerinin oluşumu bilim adamları arasında hâlâ tartışmalara yol açsa da, Dünya’nın ve diğer karasal gezegenlerin, bir zamanlar gençliğinde Güneş’imizin etrafında dönen toz ve gaz birikiminden oluştuğu konusunda geniş bir fikir birliği var.{4 }
Gittikçe daha büyük nesneler birbirine çarptıkça, sonunda Dünya’yı oluşturan bebek gezegenimsiler hem daha büyük hem de daha sıcak hale geldiler ve çarpışmaların ısısı ve radyoaktif elementler nedeniyle uçsuz bucaksız bir magma okyanusunda eridiler. Zamanla gezegen soğudukça en yoğun malzeme içe doğru çökerek Dünya’yı üç ayrı katmana ayırdı: metalik çekirdek ve kayalık, silikat manto ve kabuk.
Nasıl yapıldığını gösteren bir çizim su bolluğu ve genel olarak oksitlenmiş durumu gibi Dünya’nın bazı imza özellikleri, potansiyel olarak, Dünya’nın oluşum yıllarını oluşturan gezegen embriyoları üzerindeki moleküler hidrojen atmosferleri ve magma okyanusları arasındaki etkileşimlere atfedilebilir. Kredi: İllüstrasyon, Edward Young/UCLA ve Katherine Cain/Carnegie Institute for Science.
Ancak, ötegezegen araştırmalarında son on yıldaki patlama, Dünya’nın embriyonik durumunu modellemeye yönelik yeni bir yaklaşımın bilgisini verdi.{4 }
“Ötegezegen keşifleri, yeni oluşmuş gezegenlerin ilk birkaç milyon yıllık büyümeleri sırasında moleküler hidrojen, H2 açısından zengin atmosferlerle çevrili olmasının ne kadar yaygın olduğunu bize daha iyi anlamamızı sağladı,” diye açıkladı Shahar. . “Sonunda bu hidrojen zarfları dağılır, ancak genç gezegenin bileşimi üzerinde parmak izlerini bırakırlar.”
Araştırmacılar, bu bilgiyi kullanarak, ana gezegenimizin farklı kimyasal özelliklerinin olup olmayacağını görmek için Dünya’nın oluşumu ve evrimi için yeni modeller geliştirdiler. çoğaltıldı.
Carnegie ve UCLA araştırmacıları, yeni geliştirilen bir modeli kullanarak, Dünya’nın varlığının ilk zamanlarında, magma okyanusu ile moleküler hidrojen proto-atmosferi arasındaki etkileşimlerin Dünya’nın imzasının bir kısmına yol açmış olabileceğini gösterebildiler. su bolluğu ve genel olarak oksitlenmiş durumu gibi özellikler.
Araştırmacılar, 25 farklı bileşiğe ve 18 farklı reaksiyon türüne bakarak moleküler hidrojen atmosferleri ile magma okyanusları arasındaki madde alışverişini keşfetmek için matematiksel modelleme kullandılar. — Dünya’nın olası oluşum tarihi hakkında değerli veriler sağlayacak kadar karmaşık, ancak tam olarak yorumlanacak kadar basit.
Simüle edilmiş bebek Dünya’daki magma okyanusu ve atmosfer arasındaki etkileşimler, büyük hidrojen kütlelerinin Dünya’ya hareket etmesiyle sonuçlandı. metalik çekirdek, mantonun oksidasyonu ve büyük miktarlarda su üretimi.
Büyüyen gezegeni oluşturmak için çarpışan kayalık malzemenin tamamı tamamen kuru olsa bile, moleküler hidrojen atmosferi ve moleküler hidrojen atmosferi arasındaki bu etkileşimler Araştırmacılar, magma okyanusunun bol miktarda su üreteceğini ortaya çıkardı. Başka su kaynaklarının da mümkün olduğunu, ancak Dünya’nın şu anki durumunu açıklamak için gerekli olmadığını söylüyorlar.
“Bu, gezegenimizin evrimi için olası açıklamalardan yalnızca biridir, ancak Dünya’nın oluşum tarihi ile Dünya’nın oluşumu arasında önemli bir bağlantı kuracaktır. Uzak yıldızların yörüngesinde keşfedilen en yaygın ötegezegenler, Süper Dünyalar ve alt Neptünler olarak adlandırılır,” diye bitirdi Shahar.
Bu proje, Samanyolu galaksisinin en yaygın gezegenlerinin (Süper Dünyalar ve Neptün altı) kimyasal yapısını ortaya çıkarmaya ve uzak dünyalarda yaşam izlerini tespit etmek için bir çerçeve geliştirmeye çalışan Shahar. Alfred P. Sloan Vakfı tarafından finanse edilen bu çaba, bu gezegenlerin oluşum ve evrimlerinin atmosferlerini nasıl şekillendirdiğini anlamak için geliştirildi. Bu da bilim adamlarının, yalnızca yaşamın varlığıyla üretilebilen gerçek biyo-imzaları biyolojik olmayan atmosferik moleküllerden ayırt etmelerini sağlayabilir.
“Giderek daha güçlü teleskoplar, gökbilimcilerin bileşimleri anlamalarını sağlıyor. Shahar, ötegezegen atmosferlerinin daha önce hiç görülmemiş ayrıntılarıyla görüntülendiğini söyledi. “AEThER’in çalışması, diğer dünyalardaki yaşam belirtilerini saptamak için kusursuz bir yönteme yol açacağını umduğumuz deneysel ve modelleme verileriyle onların gözlemlerini bilgilendirecek.”
Referans: “Dünya, ilkel H2 atmosferleri tarafından şekillendirildi” Edward D. Young, Anat Shahar ve Hilke E. Schlichting, 12 Nisan 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-05823-0
Çalışma finanse edildi, kısmen Alfred P. Sloan Vakfı tarafından.