Gazowe mini-Neptuny zdatne do zamieszkania?

Większość gwiazd w naszej galaktyce to obiekty małomasywne, zwane także karłami typu M. Mniejsze i ciemniejsze niż nasze Słońce, posiadające w bliższej odległości od siebie ekosferę, są dobrym celem do badań i znalezienia potencjalnych planet zdatnych do zamieszkania. Astronomowie spodziewają się znaleźć w nadchodzących latach więcej planet podobnych do Ziemi lub tzw. super-ziemie znajdujące się w ekosferach tych gwiazd. Ważne aby się dowiedzieć, czy jest możliwe istnienie życia na tych planetach. Super-ziemia to planeta masywniejsza od Ziemi, ale mniej masywna niż gazowe olbrzymy takie jak Neptun czy Uran.

Ponieważ planety, które krążą wokół karłów typu M w ich ekosferze, znajdują się znacznie bliżej swoich macierzystych gwiazd niż Ziemia od Słońca, to siły pływowe działające na ich powierzchniach są również silniejsze. Odpowiedzialna za nie jest siła grawitacyjna gwiazdy. W przypadku Ziemi za siły pływowe odpowiedzialne są Słońce i Księżyc. Przez ich działanie na Ziemi występują przypływy i odpływy wód oceanicznych. Siły te powodują tarcie we wnętrzu planety wydzielające ogromne ilości energii. Jej wynikiem może być aktywność wulkaniczna na powierzchni planety, a w niektórych przypadkach może powodować jej podgrzanie w wyniku czego wyparują oceany niwecząc szansę na powstanie życia. Taki wpływ gwiazdy może także zmniejszyć szanse na powstanie życia na planetach krążących wokół małomasywnych gwiazd. Karły typu M gdy są młode, są jasne i emitują ogromne ilości wysokoenergetycznego promieniowania rentgenowskiego oraz ultrafioletowego. Może to powodować podgrzewanie górnych warstw atmosfery planety co prowadzi do powstawania silnych wiatrów, które ją całkowicie osłabiają. W wyniku tego cała woda może zostać usunięta z powierzchni w ciągu zaledwie kilkuset milionów lat od momentu powstania planety.
Dzięki modelowaniu komputerowemu astronomowie doszli do wniosku, że siły pływowe i ucieczka atmosfery mogą czasami tak ukształtować planetę, że ta stanie się mini-Neptunem, potencjalnie nadającym się do zamieszkania globem. Jak dochodzi do takiej transformacji? Mini-Neptuny tworzą się zazwyczaj z dala od swoich macierzystych gwiazd, z cząsteczek lodu połączonych z wodorem i helem w postaci gazowej, w ogromnych ilościach, tworząc lodowe lub skaliste jądro otoczone masywną gazową atmosferą. Siły pływowe mogą spowodować migrację mini-Neptuna w pobliże jej macierzystej, gorącej gwiazdy, do ekosfery, gdzie będzie narażona na silne działanie promieniowania rentgenowskiego i ultrafioletowego. Proces ten może prowadzić do utraty gazów z atmosfery, czasem pozostawiając wolny od wodoru zimny, skalisty glob krążący w ekosferze. Astronomowie nazywają taki twór “odparowanym jądrem zdatnym do zaistnienia na nim życia”. Planeta taka może na swojej powierzchni posiadać wodę, ponieważ jej jądro jest bogate w lód.

Aby planeta była zdatna do zamieszkania musi być spełnionych jeszcze kilka innych warunków. Jednym z nich jest powstanie w atmosferze możliwości recyklingu składników odżywczych na całym globie. Innym warunkiem jest odpowiedni czas. Jeżeli planeta zacznie tracić wodór i hel zbyt wolno w trakcie jej formowania się, pokrywa gazowa zacznie dominować i skalisty, ziemski świat nie będzie mógł powstać. Natomiast jeżeli planeta straci wodór zbyt szybko może się okazać, że cała woda uleci w przestrzeń. Wynika z tego że transformacja z mini-Neptuna w planetę podobną do Ziemi może być drogą do powstania warunków sprzyjających rozwojowi życia na planetach krążących wokół karła typu M. Jednak to, czy planety te są zdatne do życia dowiemy się z przyszłych badań.

Źródło:
Astrobiology

Urania - Postępy Astronomii

Popularne posty z tego bloga

Słaby, odległy obiekt odkryty na krańcach Pasa Kuipera

Tajemnica, w jaki sposób czarne dziury łączą się i zderzają, zaczyna się wyjaśniać

Ostatni duży posiłek naszej czarnej dziury