Su Açısından Zengin Bu Ötegezegenlerin Var Olmaması Gerekiyor; Artık Gökbilimciler Sonunda Nasıl Bu Kadar Islak Olduğunu Biliyor

İlginç bir fenomen geride kaldı gökbilimciler Yeni yayınlanan bir araştırmaya göre, uzak yıldızların yörüngesinde dönen garip bir gezegen kategorisi konusunda kafaları karışık.

Bilim insanları şaşırtıcı derecede su açısından zengin bir kaya keşfettiğini bildirdi dış gezegenlerBir zamanlar suyun var olamayacak kadar sıcak olduğuna inanılan yerlerde oluşmasına rağmen. Şimdi, yeni bir çalışma dergide yayınlandı Doğa Bu gizemli su dünyalarının, içlerinin derinliklerindeki kimyasal reaksiyonlar yoluyla kendi okyanuslarını üretiyor olabileceklerini öne sürüyor.

Araştırma, gezegenlerin nasıl oluştuğuna ve suyun evrende nerede bulunabileceğine ilişkin temel varsayımlara meydan okuyor ve potansiyel olarak bilim adamlarının su hakkındaki anlayışlarını yeniden şekillendiriyor. gezegensel evrim ve güneş sistemimizin ötesinde yaşanabilir dünyalar arayışı.

Arizona Eyalet Üniversitesi’ndeki araştırmacıların, İsrail Açık Üniversitesi ve Chicago Üniversitesi’nden ekiplerle işbirliği içinde yürüttüğü çalışma, Neptün altı— Dünya’dan daha büyük ancak Neptün’den daha küçük gezegenler. Bu dünyalar, NASA’nın Kepler misyonu tarafından keşfedilen en yaygın dış gezegen türleri arasındadır ve boyutları, Dünya’nın yarıçapının bir ila dört katı arasında değişmektedir.

Bilim adamları genellikle bu gezegenleri, hidrojen gazı veya sudan oluşan kalın zarflarla çevrelenmiş kayalık çekirdeklere sahip olarak modellerler. Bu bileşim, ev sahibi yıldızlarından uzakta, sıcaklıkların suyun buz olarak donmasına yetecek kadar düştüğü “kar çizgisi”nin ötesinde oluşan gezegenler için anlamlıdır. Ancak gözlemler, koşulların yüzey suyunu tutamayacak kadar sıcak olması gereken, yıldızlarına çok daha yakın yörüngede dönen çok sayıda Neptün altının olduğunu ortaya çıkardı.

Peki burası nerede su nereden geliyor?

Önceki teoriler bu ötegezegenlerdeki suyun bolluğunu yeterince açıklayamıyordu. İlk teori şu ki kuyruklu yıldızlar ve asteroitler yüzey darbeleri yoluyla gezegen yüzeylerine bir miktar su iletebilir. Bununla birlikte, birçok Neptün altı üzerinde gözlemlenen miktarlar, böyle bir bombardımanla ulaşılması makul olan miktarın çok üzerindedir. İkinci teori, su açısından zengin gezegenlerin güneş sistemlerinin dış kısımlarında oluşması ve daha sonra zamanla içeriye doğru göç etmesi gerektiğini öne sürüyor.​

Yeni çalışma farklı bir açıklama sunuyor: Gezegenler, hidrojen atmosferleri ve erimiş kaya çekirdekleri arasındaki reaksiyonlar yoluyla dahili olarak su üretiyorlar.

Araştırma ekibi, Chicago Üniversitesi’nin Gelişmiş Foton Kaynağı sinkrotron tesisinde elmas-örs hücreleri ve darbeli lazer ısıtma kullanarak, Neptün altının kayalık çekirdeği ile hidrojen zarfı arasındaki sınırda bulunan aşırı koşulları yeniden yarattı. Bu deneyler olivin, fayalit ve silika (yaygın kayaç oluşturan mineraller) örneklerini Dünya atmosferik basıncının 10.000 katına varan basınçlara ve 3.000 Kelvin dereceyi aşan sıcaklıklara maruz bıraktı.

Bu koşullar altında silikat mineralleri magmaya dönüşmüştür. Sonra ilginç bir şey oldu. Erimiş kayadan serbest kalan oksijen atomları, çevredeki atmosferdeki hidrojenle reaksiyona girerek önemli miktarlarda su üretti.

Araştırmacılar, “Silikat eriyiğinden serbest kalan oksijenin hidrojen ile reaksiyona girerek, ağırlıkça yüzde birkaç onluğa kadar kayda değer miktarda su ürettiğini bulduk; bu, daha önce tahmin edilenden çok daha fazla” diye yazdı.

Deneyler ayrıca kayalardan elde edilen silikonun demir ile alaşımlar oluşturduğunu ve silikon hidritler oluşturduğunu, bunun da su üreten reaksiyonları daha da kolaylaştırdığını ortaya çıkardı. Araştırmacılar, bu tepkilerin oluşmasında baskının hayati bir rol oynadığını öne sürüyor. Neptün altı gezegenlerin içinde bulunan aşırı basınçlar, kimyasal süreçlerin önceki düşük basınç deneylerinin önerdiğinden çok daha verimli bir şekilde ilerlemesine olanak tanıyor.

Ekibin hesaplamalarına göre bu reaksiyonlar, milyarlarca yıl içinde hidrojen açısından zengin dünyaları su açısından zengin dünyalara dönüştürmeye yetecek kadar yüksek su konsantrasyonları üretebilir. Bulgular, hidrojen bakımından zengin Neptün altı gezegenlerin, temelde farklı dünya türlerinden ziyade, tek bir evrimsel süreçteki farklı aşamaları temsil eden, su açısından zengin gezegenlerin öncüleri olabileceğini öne sürüyor.

Keşfin ne kadar yaygın olduğunu anlamak için önemli sonuçları var. su taşıyan gezegenler galaksinin her yerinde olabilir. Eğer Neptün altı gezegenler nerede oluştuklarına bakılmaksızın kendi suyunu üretebilirlerse, su dünyaları önceden düşünülenden çok daha fazla miktarda olabilir. Suyun biyolojik gelişim için gerekli olduğu düşünüldüğünden, bu, yaşam için uygun koşullara sahip gezegenlerin bulunma potansiyelini artırıyor.

İleriye bakıldığında, araştırmacılar gelecekteki deneylerin farklı gezegen malzemeleri ve bileşimleri ile benzer reaksiyonların meydana gelip gelmediğini keşfedebileceğini ve olası su üreten mekanizmaların çeşitliliğini daha da haritalandırabileceğini belirtiyor. James Webb Uzay Teleskobu gibi uzay teleskoplarından yapılan gözlemler, bilim adamlarının ötegezegenlerdeki atmosferik su tespitlerini nasıl yorumlayacaklarını, yerinde oluşan su ile başka yerden gelen suyu ayırt etme şekillerini iyileştirmeye de yardımcı olabilir.

Araştırmacılar uzak gezegenlerin gizemlerini araştırmaya devam ettikçe, daha önce imkansız olduğu düşünülen yerlerde suyun ve hatta belki de yaşamın var olduğunu keşfedebilirler.