Bizimkine nispeten yakın bir yıldız sisteminde, biraz daha fazla Dünya'dan üç on ışık yılı uzaklıktaGökbilimciler, bilinen tüm sınıflandırmalara meydan okuyan bir dünya tespit ettiler. Bu dünya ne Jüpiter gibi bir gaz devi ne de bizimki gibi klasik bir kayalık gezegen: yüzeyinin altında bambaşka bir şey yatıyor. küresel erimiş kaya okyanusu Durmaksızın kaynayan.
Bu ötegezegenin adı L 98-59 dBurası, kükürt bileşikleriyle dolu, yoğun ve zehirli bir atmosferle kaplı; yaşamın ortaya çıkabileceği bir yerden çok, yüksek sıcaklıkta bir doğal laboratuvarı andırıyor. Avrupa ve İngiliz ekiplerinin, aralarında alanında önde gelen isimlerin de bulunduğu isimlerin katılımıyla gerçekleşen bu keşif, Universidad de OxfordBu, galaksiyi dolduran dünyaların çeşitliliğini nasıl anladığımızı yeniden tanımlamaya yardımcı oluyor.
Klasik modellere uymayan yeni bir gezegen türü.
Toplanan veriler, L 98-59 d'nin yaklaşık boyutunun şu şekilde olduğunu göstermektedir: Dünya'nınkinin 1,6 katıAncak fiziksel özellikleri, geleneksel kayalık bir gezegenden beklenenlerle uyuşmuyor. Yoğunluğu, silikat ve metallerden oluşan bir dünya için normalden daha düşük; bu da araştırmacıların içeride alışılmadık bir şeyler olup bittiğinden şüphelenmelerine yol açtı.
Analiz, katı bir cisim olup istikrarlı bir kabuğa sahip olmaktan çok uzak olduğunu, aradaki mesafenin ise şu şekilde olduğunu gösteriyor: iç hacminin %70 ila %90'ı Burası erimiş kayaçların hakimiyetindedir. Başka bir deyişle, orada bulduğumuz şey, yaklaşık 1000 metre derinliğe ulaşabilen devasa bir magma denizidir. 5.700 kilometreDünyadaki gibi dinlenme yerleri veya sağlam zemin alanları olmadan.
Bu sonuçlara ulaşmak için bilim ekibi, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli cihazlardan elde edilen gözlemleri bir araya getirdi. james webb uzay teleskobu ve Dünya yüzeyindeki çeşitli gözlemevlerinden elde edilen veriler sayesinde, bilim insanları bu aşırı volkanik dünyanın hem boyutunu hem de kütlesini ve dolayısıyla iç yapısını tahmin edebildiler.
Dergide yayınlanan araştırma Doğa AstronomisiBu durum, bir sorunla karşı karşıya olduğumuzu gösteriyor. Magma ve kükürt okyanuslarına sahip yeni bir gezegen türü bu da pratikte zorunlu kılar geleneksel kategorileri inceleyin Astronomide kullandığımız anlamda: bu sadece sıcak, kayalık bir gezegen değil, süper Dünya'lar ve okyanusla kaplı dünyalar arasında bir ara madde; ancak bu durumda "su" lavdır.
Bu bulgu, son yıllarda, özellikle James Webb Uzay Teleskobu'nun yıldızlararası mesafelerdeki atmosferleri ve bileşimleri inceleme konusunda sağladığı kalite sıçraması sayesinde, ders kitaplarında öğretilen klasik modellerin ötesine geçerek ötegezegen kataloğunu genişleten keşiflerin artan sayısına katkıda bulunuyor.
Yakındaki bir cehennem: küresel magma okyanusu
Bu ötegezegenin sırrı şunda yatıyor: İç kısmının neredeyse tamamına hakim olan magma okyanusuDünya'da erimiş kayaçların çoğunlukla manto tabakasını kapladığı ve az çok istikrarlı bir katı kabukla kesintiye uğradığı durumun aksine, L 98-59 d'de son derece yüksek sıcaklık, dirençli ve dayanıklı bir "toprak" oluşumunu engeller.
Uluslararası ekip tarafından kullanılan sayısal modeller şunu göstermektedir: Yüzey sıcaklıkları kolaylıkla 1.500 ºC'yi aşacaktır.Isı o kadar aşırı olurdu ki, birçok yaygın metali eritebilirdi. Bu koşullar altında, gezegenin kabuğunu katılaştırma girişiminin tamamı engellenirdi: Katılaşan kaya, iç kısımdan ve yıldızından gelen yoğun enerji akışı tarafından hızla tekrar eritilirdi.
Bu durum, şuna benzer bir şey yaratıyor: sürekli volkanik döngüMagmanın yükseldiği, atmosfere gaz saldığı ve tekrar battığı, son derece istikrarsız bir iç dinamik yarattığı bir yer. Uzaktan bakıldığında, böyle bir gezegen sadece yıldızının ışığını yansıtmakla kalmaz, muhtemelen Kendi termal parıltısıyla ışıldardı.Tıpkı boşlukta asılı kalmış kozmik bir kor parçası gibi.
Gökbilimciler bu senaryoyu, bir tür kalıcı "jeolojik bebeklik" evresinde sıkışıp kalmış bir dünya olarak tanımlıyorlar. Dünya, çağlar boyunca iç ısısını kaybederek kıtaların ve sıvı okyanusların oluşmasına olanak sağlarken, L 98-59 d çok daha ilkel bir durumda, malzemelerin erimesi ve sürekli iç aktivitenin hakim olduğu bir halde sabit kalmıştır.
Avrupa bilim camiası için, kıta genelindeki gözlemevlerinde çalışanlar ve ESA gibi kuruluşlar da dahil olmak üzere, böylesine aşırı bir nesneyi incelemek çok değerlidir çünkü Evrimin erken aşamalarına bir pencere açıyor. Kayalık gezegenlerin, soğuyup daha istikrarlı koşullar geliştirebilmeden önceki halleri.
Yoğun, kükürt yüklü bir atmosfer
L 98-59 d'nin iç yapısı zaten aşırı derecede zorluysa, gaz tabakası da aynı derecede zorludur. Spektroskopik veriler, gezegenin bir gaz tabakasına sahip olduğunu ortaya koymaktadır. yoğun atmosferhidrojen ve kükürt bileşikleri bakımından zenginBu durum, benzer büyüklükteki dünyalarda başka tür karışımlar bulmaya alışkın olan araştırmacıları başlangıçta şaşırttı.
Ölçümler belirtileri tespit eder hidrojen sülfitAynı gaz, Dünya'daki karakteristik "çürük yumurta" kokusundan da sorumludur. Bu durumda, bu bileşiğin tahmini oranı son derece yüksek, yaklaşık olarak şu mertebede olacaktır: Atmosferin %10'uBu durum, gezegenin havasını bildiğimiz her türlü yaşam formu için kesinlikle ölümcül, zehirli bir karışıma dönüştürürdü.
Kimyasal bileşenin yanı sıra, bu yoğun hava aynı zamanda şu işlevi de görür: son derece verimli ısı kapanıAtmosfer, ana yıldızdan gelen radyasyonun büyük bir kısmını tutar ve yeniden dağıtır; bu da yüzeyin ve magma okyanusunun katı bir kabuk oluşturacak kadar soğumasını engeller. Bu, Venüs'te gözlemlenenden çok daha agresif, aşırıya kaçmış bir sera etkisidir.
Yüksek sıcaklık, basınç ve kükürt bileşiklerinin varlığı, sıvı suyun var olmasının veya karmaşık organik moleküllerin uzun süre hayatta kalmasının neredeyse imkansız olduğu bir ortam yaratır. Bu nedenle, L 98-59 d açıkça şu şekilde sınıflandırılır: yaşanmaz ve misafirperver olmayan bir dünyaEn azından karasal benzeri biyoloji için geçerli.
Tam da bu aşırı sertlik nedeniyle, gezegen teorileri test etmek için ideal bir doğal laboratuvar haline geliyor. sınır koşulları altında atmosferik kimyaOrada gözlemlenenlerle iyi örtüşen modeller daha sonra, olası biyolojik izlerin aranmasına odaklanan Avrupa projelerinin radarında yer alan daha ılıman gezegenler de dahil olmak üzere diğer ötegezegenlere uygulanabilir.
Magma okyanusunun kükürt "depolama" işlevi
Çalışmanın en dikkat çekici yönlerinden biri, araştırmacıların atmosferdeki kükürt gazlarının bolluğunu açıklamak için öne sürdükleri açıklamadır. Yapılan simülasyonlar şunu göstermektedir: Magma okyanusu devasa bir kimyasal rezervuar görevi görecekti.Milyarlarca yıl boyunca sürekli olarak kükürtü emme ve salma kapasitesine sahip.
Bu senaryoda, gezegenin iç kısmında bulunan kükürtçe zengin maddeler erimiş kayada çözünecek ve konvektif hareketler yoluyla daha yüzeysel katmanlara taşınarak atmosfere kaçabilecektir. volkanik süreçler ve yaygın püskürmelerZamanla, bu değişim nihayetinde bugün tespit edilen kendine özgü gaz bileşimini oluşturacaktır.
Bu magma-atmosfer döngüsünün varlığı, gezegenin yoğun yıldız radyasyonuna rağmen neden hayatta kalabildiğini açıklamaya yardımcı olur. nispeten istikrarlı bir gaz zarfını korumakZamanla gazın bir kısmı uzaya kaybolsa da, erimiş kaya okyanusu atmosfere yeni bileşikler sağlamaya devam ederek, dünyayı saran bu tür "zehirli örtünün" ömrünü uzatacaktır.
Bu mekanizma, jeolojik tarih boyunca atmosferimizin devamlılığını sağlayan volkanizma ve tektonik hareketler yoluyla iç ve dış ortam arasındaki değişimin önemli olduğu Dünya'daki olaylara belirsiz bir şekilde benzemektedir. Bununla birlikte, L 98-59 d'de her şey çok daha uç bir ölçekte gerçekleşir: yükselen sıcaklıklar ve katı bir kabuğun yokluğu, sistemin her zaman kaosun eşiğinde olduğu anlamına gelir.
Avrupa bilim camiası için bu sonuçlar, daha ileri çalışmaların önünü açıyor. uçucu elementlerin nasıl davrandığı Yüksek enerjili ortamlarda meydana gelen bu süreçlerin diğer ötegezegenler için ne gibi sonuçlar doğurabileceği incelenmelidir. Bu süreçlerin anlaşılması, James Webb ve potansiyel halefleri gibi gelecekteki teleskop hedeflerinde gözlemlenen kimyasal sinyallerin daha iyi yorumlanmasına olanak sağlayacaktır; bu haleflerden bazıları Avrupa Birliği kurumları tarafından desteklenmektedir.
Bu aşırı dünya bize gezegen oluşumu hakkında ne öğretiyor?
L 98-59 d, olağanüstü koşullarının ötesinde, temel bir soruyu yanıtlamaya yardımcı oluyor: kayalık gezegenlerin nasıl evrimleştiği En erken aşamalarından, yaşanabilir yerler haline gelene (ya da gelmeyene) kadar. Böylesine ilkel bir durumda sıkışıp kalmış bir dünyayı gözlemlemek, durumunu Dünya'nın oluşumundan kısa bir süre sonra yaşamış olabileceği durumla karşılaştırmamızı sağlar.
Milyarlarca yıl önce, gezegenimiz de bununla kaplıydı. magma okyanusları ve zehirli atmosferlerVolkanik gazların hakim olduğu ve serbest oksijenin hiçbir izinin bulunmadığı bir ortam. Zamanla, ısı kaybı, kuyruklu yıldız ve asteroit bombardımanı ve iç dinamikler, bu ortamı yavaş yavaş sıvı su ve organik kimya için daha elverişli bir ortama dönüştürdü.
L 98-59 d örneği, tüm dünyaların aynı yolu izlemediğini gösteriyor: bazıları farklı yol izleyebilir. çok enerjik aşamalarda "sıkışıp kalmak"Bu durum, gezegenlerin yıldıza yakınlığına, başlangıçtaki bileşimlerine veya bu faktörlerin bir kombinasyonuna bağlıdır. Avrupa gözlemevlerinden elde edilen bu senaryolar, gezegen oluşum modellerini iyileştirmek için kullanılır ve daha sonra komşu sistemlere ve ESA görevlerindeki verilerin yorumlanmasına uygulanır.
Dahası, bu tür ötegezegenler bize şunu hatırlatıyor: galaksideki dünyaların çeşitliliği İki ya da üç on yıl öncesine kıyasla çok daha büyük. Bir zamanlar istisnai kabul edilen şey, artık nispeten yaygın görünmeye başlıyor ve yalnızca "kayalık" gezegenler, "gaz devleri" veya ılıman "Neptünler" arasında ayrım yapan basitleştirilmiş sınıflandırmaların yeniden gözden geçirilmesini zorunlu kılıyor.
Avrupa kamuoyu için, bu tür her keşif, farklı ülkelerden üniversitelerin, araştırma merkezlerinin ve kurumların iş birliği yaptığı, hem uzay tabanlı hem de yer tabanlı büyük ölçekli gözlem projelerini desteklemeye devam etmenin önemini vurgulamaktadır. L 98-59 d, uluslararası iş birliğinin nasıl yeni keşifler ortaya çıkarabileceğinin sadece bir örneğidir. Güneş Sistemi'nin ötesindeki beklenmedik gerçekler.
Tüm bu verilerle, ötegezegen L 98-59 d, bugüne kadar keşfedilen en eşsiz dünyalardan biri olarak kendini kanıtladı: Dünya'nın boyutuna yakın, ancak küresel bir lav okyanusuna dönüşmüş, kükürt bakımından zengin bir atmosferle kaplı ve sürekli bir kargaşa halinde tutulan bir gezegen. Sadece bir merak konusu olmaktan çok uzak olan bu yakınlardaki "cehennem", Samanyolu'ndaki gezegenlerin nasıl oluştuğunu ve evrimleştiğini ve bazılarının sonunda Dünya'dakine benzer koşullar sunup sunmayacağını belirleyen faktörleri daha iyi anlamada kilit bir parça haline geldi.
