Flydende vand på exomoons af frit svævende planeter

Månerne på planeter, der ikke har nogen moderstjerne, kan have en atmosfære og tilbageholde flydende vand. Astrofysikere ved LMU har beregnet, at sådanne systemer kunne rumme tilstrækkeligt med vand til at gøre livet muligt - og opretholde det.

Vand gjorde livet muligt på Jorden og er uundværligt for den fortsatte eksistens af levende systemer på planeten. Dette forklarer, hvorfor videnskabsmænd konstant er på udkig efter beviser for vand på andre faste legemer i universet. Indtil nu, imidlertid, eksistensen af ​​flydende vand på andre planeter end Jorden er ikke blevet direkte bevist. Imidlertid, der er indikationer på, at flere måner i vores eget solsystems ydre rækkevidde – mere specifikt, Saturns Enceladus og tre af Jupiters måner (Ganymede, Callisto og Europa) kan besidde underjordiske oceaner. Hvad er så udsigterne for påvisning af vand på månerne på planeter uden for vores solsystem?

I samarbejde med kolleger ved University of Concepción i Chile, LMU-fysikere Prof. Barbara Ercolano og Dr. Tommaso Grassi (som begge er medlemmer af ORIGINS, a Cluster of Excellence) har nu brugt matematiske metoder til at modellere atmosfæren og gasfasekemien af ​​en måne i kredsløb om en frit svævende planet (FFP). En FFP er en planet, der ikke er forbundet med en stjerne.

Mere end 100 milliarder planetnomader

FFP'er er primært af interesse, fordi beviser indikerer, at der er masser af dem derude. Konservative skøn tyder på, at vores egen galakse huser mindst lige så mange forældreløse planeter på størrelse med Jupiter, som der er stjerner - og selve Mælkevejen er hjemsted for langt over 100 milliarder stjerner.

Ercolano og Grassi gjorde brug af en computermodel til at simulere den termiske struktur af atmosfæren i en eksomoon af samme størrelse som Jorden i kredsløb om en FFP. Deres resultater tyder på, at mængden af ​​vand på månens overflade ville være omkring 10, 000 gange mindre end det samlede volumen af ​​vores planets oceaner, men 100 gange større end den, der findes i Jordens atmosfære. Dette ville være nok til at sætte livet i stand til at udvikle sig og trives.

Modellen, hvorfra dette skøn blev afledt, består af en måne på størrelse med Jorden og en FFP på størrelse med Jupiter. Sådan et system, som ikke har nogen stjernekammerat i nærheden, forventes at være mørkt og koldt. I modsætning til vores solsystem, der er ingen central stjerne, der kan tjene som en pålidelig energikilde til at drive kemiske reaktioner.

Kosmisk stråling og tidevandskræfter i forgrunden!

Hellere, i forskernes model, kosmiske stråler giver den kemiske drivkraft, der er nødvendig for at omdanne molekylært brint og kuldioxid til vand og andre produkter. For at holde systemet rørt op, forfatterne påberåber sig tidevandskræfterne, som planeten udøver på sin måne, som en varmekilde - og antager, at kuldioxid tegner sig for 90% af månens atmosfære, den resulterende drivhuseffekt ville effektivt tilbageholde en stor del af den varme, der genereres på månen. Sammen, disse energikilder ville være tilstrækkelige til at holde vand i flydende tilstand.