Kulstofrige exoplaneter kan være lavet af diamanter

Som missioner som NASAs Hubble-rumteleskop, TESS og Kepler fortsætter med at give indsigt i egenskaberne af exoplaneter (planeter omkring andre stjerner), forskere er i stigende grad i stand til at sammensætte, hvordan disse planeter ser ud, hvad de er lavet af, og om de kunne være beboelige eller endda beboede.

I en ny undersøgelse offentliggjort for nylig i The Planetary Science Journal , et team af forskere fra Arizona State University (ASU) og University of Chicago har fastslået, at nogle kulstofrige exoplaneter, under de rette omstændigheder, kunne være lavet af diamanter og silica.

"Disse exoplaneter ligner ikke noget i vores solsystem, " siger hovedforfatter Harrison Allen-Sutter fra ASU's School of Earth and Space Exploration.

Diamant exoplanet dannelse

Når stjerner og planeter dannes, de gør det fra den samme sky af gas, så deres bulksammensætninger er ens. En stjerne med et lavere forhold mellem kulstof og ilt vil have planeter som Jorden, består af silikater og oxider med et meget lille diamantindhold (Jordens diamantindhold er ca. 0,001%).

Men exoplaneter omkring stjerner med et højere forhold mellem kulstof og ilt end vores sol er mere tilbøjelige til at være kulstofrige. Allen-Sutter og medforfattere Emily Garhart, Kurt Leinenweber og Dan Shim fra ASU, med Vitali Prakapenka og Eran Greenberg fra University of Chicago, hypotese, at disse kulstofrige exoplaneter kunne omdannes til diamant og silikat, hvis vand (som er rigeligt i universet) var til stede, skabe en diamantrig sammensætning.

Diamant-ambolte og røntgenstråler

For at teste denne hypotese, forskerholdet havde brug for at efterligne det indre af carbid exoplaneter ved hjælp af høj varme og højt tryk. For at gøre det, de brugte højtryksdiamant-amboltceller på medforfatter Shim's Lab for Earth and Planetary Materials.

Først, de nedsænkede siliciumcarbid i vand og komprimerede prøven mellem diamanter til et meget højt tryk. Derefter, at overvåge reaktionen mellem siliciumcarbid og vand, de udførte laseropvarmning ved Argonne National Laboratory i Illinois, tage røntgenmålinger, mens laseren opvarmede prøven ved høje tryk.

Som de forudsagde, med høj varme og tryk, siliciumcarbidet reagerede med vand og blev til diamanter og silica.

Beboelighed og beboelighed

Indtil nu, vi har ikke fundet liv på andre planeter, men eftersøgningen fortsætter. Planetforskere og astrobiologer bruger sofistikerede instrumenter i rummet og på Jorden til at finde planeter med de rigtige egenskaber og den rigtige placering omkring deres stjerner, hvor der kunne eksistere liv.

For kulstofrige planeter, der er fokus for denne undersøgelse, imidlertid, de har sandsynligvis ikke de egenskaber, der er nødvendige for livet.

Mens Jorden er geologisk aktiv (en indikator for beboelighed), resultaterne af denne undersøgelse viser, at kulstofrige planeter er for svære til at være geologisk aktive, og denne mangel på geologisk aktivitet kan gøre atmosfærisk sammensætning ubeboelig. Atmosfærer er kritiske for livet, da det giver os luft til at trække vejret, beskyttelse mod det barske miljø i rummet, og jævnt tryk for at tillade flydende vand.

"Uanset beboelighed, dette er et yderligere skridt i at hjælpe os med at forstå og karakterisere vores stadigt voksende og forbedrede observationer af exoplaneter, " siger Allen-Sutter. "Jo mere vi lærer, jo bedre vil vi være i stand til at fortolke nye data fra kommende fremtidige missioner som James Webb Space Telescope og Nancy Grace Roman Space Telescope for at forstå verdener hinsides på vores eget solsystem."