Ny model kan forudsige tilstedeværelse af kulstofkredsløb på exoplaneter

Livet trives ved stabile temperaturer. På jorden, dette lettes af kulstofkredsløbet. Forskere ved SRON, VU og RUG har nu udviklet en model, der forudsiger, om der er et kulstofkredsløb til stede på exoplaneter, forudsat massen, kernestørrelse og mængde CO ₂ er kendt. Udgivelse i Astronomi og astrofysik den 3. maj.

I søgen efter liv på planeter uden for vores solsystem, astronomer har ikke den luksus at tage billeder for at se, hvad der foregår derude. Nuværende teleskoper har ikke i nærheden af ​​den nødvendige rumlige opløsning til dette; exoplaneter er simpelthen for små og for langt væk. Imidlertid, en planets atmosfære præger et væld af information i stjernelysspektret, der skyder igennem den. Den spektrale opløsning af vores teleskoper er faktisk mere end nok til at optrevle dette. Den vej, videnskabsmænd kan bestemme, hvilke materialer der er til stede i exoplanetatmosfærer. I søgen efter liv, CO ₂ er meget interessant på grund af kulstofkredsløbets dæmpende effekt på opvarmning og afkøling. Takket være denne cyklus, Jorden har altid holdt en beboelig temperatur, mens solen er blevet 20 % lysere i løbet af de seneste milliarder af år.

Forskere ved SRON, VU og RUG har nu udviklet en model, der kobler en exoplanets masse og kernestørrelse til mængden af ​​CO ₂ i dens atmosfære, forudsat at der er et kulstofkredsløb. Så når vi kvantificerer disse tre faktorer for en exoplanet ved hjælp af et teleskop, modellen fortæller os, om den har et kulstofkredsløb. Massen og kernestørrelsen af ​​en planet er en faktor på grund af deres stærke effekt på pladetektonikken, som spiller en nøglerolle i kulstofkredsløbet.

Kulstofkredsløbet har en dæmpende indflydelse på temperaturændringer, fordi en planet optager mere CO ₂ når det bliver varmere, fører til mindre drivhuseffekt. Når det bliver køligere, det modsatte sker. Det første trin i cyklussen er forvitring:sten reagerer med CO ₂ og regnvand til at danne bicarbonat (HCO ₃ ). Dette aflejres på havbunden som sedimentær bjergart (CaCO ₃ ), mens en lille del af kulstoffet opløses som et restprodukt i havvandet. Pladetektonikken transporterer derefter den sedimentære bjergart til Jordens kappe. Næste, vulkaner frigiver CO ₂ fra den sedimentære bjergart tilbage til atmosfæren.

"Vi ved ikke, om der overhovedet er andre planeter med pladetektonik og et kulstofkredsløb, " siger Mark Oosterloo, hovedforfatter af papiret. "I vores solsystem, Jorden er den eneste planet, hvor vi har fundet et kulstofkredsløb. Vi håber, at vores model kan bidrage til opdagelsen af ​​en exoplanet med et kulstofkredsløb, og derfor, muligvis livet."