Kan du lide Jordens faste overflade og livstilbøjelige klima? Tak til din heldige (massive) stjerne

Jordens faste overflade og moderate klima kan skyldes, delvis, til en massiv stjerne i Solens fødselsmiljø, ifølge nye computersimuleringer af planetdannelse.

Uden stjernens radioaktive grundstoffer sprøjtet ind i det tidlige solsystem, vores hjemmeplanet kunne være en fjendtlig havverden dækket af globale iskapper.

"Resultaterne af vores simuleringer tyder på, at der er to kvalitativt forskellige typer af planetsystemer, " sagde Tim Lichtenberg fra National Center of Competence in Research PlanetS i Schweiz. "Der er dem, der ligner vores solsystem, hvis planeter har lidt vand, og dem, hvori primært havverdener er skabt, fordi der ikke fandtes nogen massiv stjerne, da deres værtssystem blev dannet."

Lichtenberg og kolleger, inklusive University of Michigan astronom Michael Meyer, var oprindeligt fascineret af den rolle, den potentielle tilstedeværelse af en massiv stjerne spillede på dannelsen af ​​en planet.

Meyer sagde, at simuleringerne hjælper med at løse nogle spørgsmål, mens man opdrager andre.

"Det er fantastisk at vide, at radioaktive grundstoffer kan hjælpe med at gøre et vådt system tørrere og at have en forklaring på, hvorfor planeter i det samme system vil dele lignende egenskaber, " sagde Meyer.

"Men radioaktiv opvarmning er måske ikke nok. Hvordan kan vi forklare vores jord, som er meget tør, Ja, sammenlignet med planeter dannet i vores modeller? Måske var det også vigtigt at have Jupiter, hvor den er, for at holde de fleste iskolde kroppe ude af det indre solsystem."

Forskere siger, at mens vand dækker mere end to tredjedele af jordens overflade, i astronomiske termer, de indre jordiske planeter i vores solsystem er meget tørre – heldigvis, fordi for meget af det gode kan gøre mere skade end gavn.

Alle planeter har en kerne, kappe (indvendigt lag) og skorpe. Hvis vandindholdet på en stenet planet er væsentligt større end på Jorden, kappen er dækket af en dyb, globalt hav og et uigennemtrængeligt lag af is på havbunden. Dette forhindrer geokemiske processer, såsom kulstofkredsløbet på Jorden, som stabiliserer klimaet og skaber overfladeforhold, der er befordrende for livet, som vi kender det.

Forskerne udviklede computermodeller til at simulere dannelsen af ​​planeter ud fra deres byggesten, de såkaldte planetesimals – stenet-isede kroppe på sandsynligvis snesevis af kilometer i størrelse. Under fødslen af ​​et planetsystem, planetesimalerne dannes i en skive af støv og gas omkring den unge stjerne og vokser til planetembryoner.

Radioaktiv varmemotor

Da disse planetesimaler opvarmes indefra, en del af det oprindelige indhold af vandis fordamper og undslipper til rummet, før det kan leveres til selve planeten.

Denne interne opvarmning kan være sket kort efter fødslen af ​​vores solsystem for 4,6 milliarder år siden, som urspor i meteoritter antyder, og kan stadig være i gang adskillige steder.

Lige da proto-solen blev dannet, en supernova opstod i det kosmiske kvarter. Radioaktive grundstoffer, inklusive aluminium-26, blev smeltet sammen i denne døende massive stjerne og blev sprøjtet ind i vores unge solsystem, enten fra dens overdrevne stjernevinde eller via supernova-ejectaen efter eksplosionen.

Forskerne siger, at de kvantitative forudsigelser fra dette arbejde vil hjælpe nær fremtidsrumteleskoper, dedikeret til jagten på ekstrasolare planeter, at spore potentielle spor og forskelle i planetariske sammensætninger, og forfine de forudsagte implikationer af Al-26-dehydreringsmekanismen.

De venter spændt på opsendelsen af ​​kommende rummissioner, hvormed exoplaneter på størrelse med Jorden uden for vores solsystem vil kunne observeres. Disse vil bringe menneskeheden stadig tættere på at forstå, om vores hjemmeplanet er enestående, eller hvis der er "en uendelighed af verdener af samme slags som vores egen."

Deres undersøgelse vises i Natur astronomi . Andre forskere omfatter dem fra det schweiziske føderale institut for teknologi, University of Bayreuth og University of Bern.