В Солнечной системе существуют гигантские алмазные сверхземли
Планета, состоящая из алмазов, в теории кажется прекрасным миром, но, поверьте, никто не захотел бы там жить!
Новое исследование дает ученым возможность предполагать, что в некоторых звездных системах Млечного Пути могли существовать «углеродистые сверхземли» - гигантские планеты земного типа, которые на 50 процентов состоят из алмаза.
Но если такие планеты и существуют, ученые считают, там не может возникнуть и поддерживаться жизнь.
Открытие сделано в ходе лабораторного эксперимента в Университете штата Огайо, где исследователи воссоздавали предполагаемые условия среды нижней мантии Земли – была создана симуляция температур и давления; одной из целей эксперимента было исследовать, каким образом формируются алмазы.
Более широкая цель эксперимента состояла в том, чтобы понять процессы, происходящие с углеродом в планетах, в нашей и в других звездных системах, и могли ли системы, которые богаты углеродом, сформировать планеты, состоящие в основном из алмаза.
Венди Панеро, профессор в Школе естественных наук в штате Огайо, и докторант Кайман Антерборн использовали свои разработки компьютерных моделей ископаемых минералов, которые формируются в подповерхностных слоях планет, содержащих большие количества углерода, чем Земля.
Результат: «Возможно, планеты, массы которых приблизительно в пятнадцать раз превышают массу Земли, на 50 процентов состоят из алмаза», - сказал Антерборн. Он представил результаты исследования 6 декабря на встрече Американского геофизического союза, проходящей в Сан-Франциско.
«Наши результаты удивительны. Согласно полученным данным, богатые углеродом планеты могут сформироваться с такими же ядром и мантией, как Земля, - добавила Панеро. - Однако ядра, вероятно, должны быть очень насыщены углеродом, как сталь, и мантия также будет содержать огромное количество углерода, большее количество которого в его аллотропной форме – форме алмаза».
Ядро земли главным образом состоит из железистых материалов, объясняет Панеро, и мантия в основном состоит из кварцевых минералов – результат взаимодействия элементов, которые присутствовали в пылевом планетообразующем облаке, которое стало основой для формирования нашей Солнечной системы. Планеты, которые сформировались в богатых углеродом звездных системах, хоть и подверглись непредсказуемым химическим реакциям, должны иметь приемлемые условия среды для формирования потенциальной жизни.
Горячая внутренняя составляющая Земли приводит к геотермической энергии, что делает нашу планету идеальной для развития жизни.
Алмазы – очень хорошие проводники температур, что означает, что углеродистая составляющая сверхземель может моментально «заморозить» планету. Следствием становится отсутствие геотермической энергии, отсутствие тектоники плит, и в конечном счете отсутствие магнитного поля или атмосферы.
«Мы думаем, что алмазная планета должна быть очень холодным темным местом», - сказала Панеро.
Она и аспирант Джейсон Кэйббс провели еще один эксперимент: образцы железа, углерода и кислорода были помещены в условия среды с давлением 65 гигапаскалей и температурой 2 400 по Кельвину (симулирующие глубокие подповерхностные условия Земли).
Наблюдения этого процесса показали, что кислород, реагирующий с железом, создал окись железа – разновидность коррозии – но остались «карманы» чистого углерода, которые преобразовались в алмаз.
Основываясь на данных теста, исследователи сделали компьютерные модели интересующей их внутренней части Земли и подтвердили то, что долгое время подозревали геологи - в нижней мантии Земли, прямо над ядром, существует плотный алмазный слой.
Этот результат не был удивительным для исследователей. Но когда они применили эту модель к углеродистой сверхземле, они обнаружили, что планета могла получить свои размеры, благодаря «сплаву» железа и углерода - своего рода углеродистой стали, которая стала составляющей ядра, следовательно, мантия должна содержать обширные количества чистого углерода в форме алмаза.
Исследователи обсуждали значения этого обнаружения для планетарной науки.
«До настоящего времени за пределами нашей Солнечной системы было обнаружено более пятисот планет, но мы знаем очень мало о внутренних составах этих миров», - сказал Антерборн.
Исследование в Огайо предполагает, что алмазные планеты земного типа могут формироваться в нашей галактике. Какие это планеты, и каков их состав – это вопросы, на которые еще предстоит ответить.
Эта работа контрастирует с недавним открытием независимой команды исследователей, которые нашли так называемую «алмазную планету», которая является фактически остатком мертвой звезды в бинарной звездной системе.
Комментарии
Отправить комментарий