Starověké hvězdy osvětlují podobnosti Země …

Nová studie UCLA naznačuje, že planety podobné Zemi mohou být ve vesmíru běžné. Tým astrofyziků a geochemiků přináší nové důkazy o tom, že Země není jedinečná. Studie byla publikována v časopise. Věda 18. října.

„Zvýšili jsme pravděpodobnost, že mnoho skalních planet připomíná Zemi a že máme mnoho skalních planet ve vesmíru,“ řekl spoluautor Edward Young, profesor geochemie a koschemie na UCLA.

Vědci pod vedením Alexandry Doylové, postgraduální studentky UCLA v geochemii a astrochemii, vyvinuli novou metodu pro podrobnou analýzu geochemie planet mimo naši sluneční soustavu. Doyle to udělal analýzou prvků ve skalách asteroidů nebo ve skalnatých planetárních fragmentech obíhajících kolem šesti bílých trpasličích hvězd.

“Studujeme geochemii ve skalách od jiných téměř neznámých hvězd,” řekl Young.

„Je velmi obtížné naučit se složení planet mimo naši sluneční soustavu,“ uvedla spoluautorka Hilke Schlichting, docentka pro astrofyziku a planetární vědu na UCLA. „K určení geochemie hornin mimo sluneční soustavu používáme jedinou možnou metodu, průkopnickou.“

Bílé trpasličí hvězdy jsou spálené zbytky hustých normálních hvězd. Jeho silná gravitační přitažlivost způsobuje, že těžké prvky, jako je uhlík, kyslík a dusík, rychle klesají do vnitřku těžkých prvků, kde je nelze detekovat dalekohledy. Nejbližší bílá trpasličí hvězda, kterou Doyle studoval, je asi 200 světelných let od Země a nejvzdálenější je vzdálená 665 světelných let.

“Při pohledu na tyto bílé trpaslíky a prvky v jejich atmosféře se díváme na prvky v těle, které obíhají kolem bílého trpaslíka,” řekl Doyle. Velká gravitační síla bílého trpaslíka ničí asteroid nebo část planety obíhající kolem něj a materiál spadl do bílého trpaslíka, řekl. „Pozorování bílého trpaslíka je jako pitva obsahu toho, co spolkl ve sluneční soustavě.“

Data, která Doyle analyzoval, byla sbírána především dalekohledy z observatoře WM Keck na Havaji, které vesmírní vědci dříve shromažďovali pro jiné vědecké účely.

“Kdyby ses měl podívat na bílou trpasličí hvězdu, očekával bys, že uvidíš vodík a hélium,” řekl Doyle. „Ale v těchto datech vidím také další materiály, jako je křemík, hořčík, uhlík a kyslík, materiály, které se hromadí v bílých trpaslících těl, které je obíhají.“

Young řekl, že když je železo oxidováno, sdílí své elektrony s kyslíkem a vytváří mezi nimi chemickou vazbu. “Tomu se říká oxidace a je vidět, kdy kov začne rezavět,” řekl. “Kyslík krade elektrony ze železa a produkuje oxid železa místo kovového železa.” Změřili jsme, kolik železa oxidovalo v těchto skalách, které zasáhly bílého trpaslíka. Podívali jsme se na to, jak oxidovaný je kov. “

Skály na Zemi, Marsu a jinde v naší sluneční soustavě mají podobné chemické složení a obsahují překvapivě vysoké hladiny oxidovaného železa, řekl Young. “Změřili jsme množství oxidovaného železa, které zasáhlo bílého trpaslíka v těchto skalách,” řekl.

Slunce se skládá hlavně z vodíku a dělá opak oxidace – vodík přidává elektrony.

Vědci uvedli, že oxidace kamenné planety má významný dopad na její atmosféru, jádro a typ hornin, které produkuje na svém povrchu. “Veškerá chemie, která se vyskytuje na povrchu Země, se vrací do oxidačního stavu planety,” řekl Young. “Skutečnost, že máme oceány a všechny součásti nezbytné pro život, jde až k oxidaci planety.” Horniny ovládají chemii. “

Až dosud vědci nevěděli podrobně, zda je chemie skalních exoplanet podobná Zemi nebo velmi odlišná.

Jak podobné jsou horniny analyzované týmem UCLA skalám na Zemi a Marsu?

“Velmi podobné,” řekl Doyle. “Jsou podobné Zemi a Marsu, pokud jde o jejich oxidované železo.” Zjistili jsme, že kameny jsou všude kameny s velmi podobnou geofyzikální a geochemií. “

“Vždy bylo záhadou, proč jsou kameny v naší sluneční soustavě tak rezavé,” řekl Young. “Ne to, co čekáš.” Jedna otázka byla, zda by to platilo i pro jiné hvězdy. Naše práce říká ano. To je dobré znamení pro hledání planet podobných Zemi ve vesmíru.

Hvězdy bílého trpaslíka jsou vzácným prostředím, které musí vědci analyzovat.

Vědci studovali šest nejběžnějších prvků ve skále: železo, kyslík, křemík, hořčík, vápník a hliník. Protože vědci nemohli studovat pravé bílé trpasličí horniny, použili matematické výpočty a vzorce. „Můžeme matematicky určit geochemii těchto hornin a porovnat tyto výpočty s horninami, které získáme ze Země a Marsu,“ řekl Doyle se znalostí geologie a matematiky. „Porozumění horninám je zásadní, protože odhaluje geochemii a geofyziku planety.“

“Pokud mají mimozemské horniny podobné množství oxidace na Zemi, lze dojít k závěru, že planeta má potenciál podobné deskové tektoniky a magnetických polí podobných Zemi.” život, “řekl Schlichting. „Tato studie je velkým pokrokem při vytváření těchto závěrů pro objekty mimo naši vlastní sluneční soustavu a ukazuje, že na Zemi velmi pravděpodobně skutečně existují analogy.“

Young uvedl, že v jeho oddělení spolupracují astrofyzici a geochemici.

“Výsledek,” řekl, “děláme skutečnou geochemii na skalách mimo naši sluneční soustavu.” Většina astrofyziků by o tom nepřemýšlela a většina geochemiků by nikdy neuvažovala o jejich aplikaci na bílého trpaslíka. “

Výzkum byl financován NASA.