برخی سیاره ها می توانند آب تولید کنند
به گزارش سایت شیک، پژوهشگران با انجام شبیه سازی در آزمایشگاه، دریافته اند برخی سیارات فراخورشیدی ممکنست بدون نیاز به منابع خارجی، خودشان آب تولید کنند.
به گزارش سایت شیک به نقل از خبر آنلاین و بر طبق گزارش زومیت، در دنیای وسیع و اعجاب انگیز سیارات فراخورشیدی، یکی از بزرگ ترین پرسشهایی که ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده، منشأ آب در این سیارات است. آب به عنوان یکی از اجزای ضروری برای حیات، نقش برجسته ی در کاوشهای علمی برای یافتن شرایط مناسب زندگی در خارج از کره زمین دارد. در همین جهت، دانشمندان بتازگی دریافته اند تعدادی از سیارات ممکنست آب را بطور طبیعی و بدون نیاز به منابع خارجی، تولید کنند.
در مطالعه جدید، پژوهشگران شرایط خاص تعدادی از سیارات فراخورشیدی را در لابراتوار شبیه سازی کردند. آنها با استفاده از لیزرهای پرانرژی، الیوین (نوعی کانی یافت شده در سیارات فراخورشیدی) را در محیطی که گاز هیدروژن هم در آن حضور داشت، تحت فشار قرار دادند. در این شرایط، هیدروژن اتم های اکسیژن موجود در مواد معدنی را جدا کرد، سپس با آنها واکنش داد و آب تولید کرد.
این کشف، توضیحی منطقی و نو برای سیارات فراخورشیدی غنی از آب که از نزدیک به دور ستارگانشان می چرخند، ارائه می کند. پژوهشگران براین باورند که چنین فرایندی می تواند در این سیارات رخ دهد و آب را درون آنها تولید نماید. این کشف جالب همینطور به معمای قدیمی درباره ی منشأ آب در زمین می پردازد و نشان داده است که ممکنست بخشهایی از آب زمین هم از چنین فرآیندهایی شکل گرفته باشند.
تا حالا صدها سیاره فراخورشیدی که اندازه و جرمشان بین زمین و نپتون قرار دارد، کشف شده اند. خیلی از این سیارات به ستارگان خود بسیار نزدیک تر از زمین به خورشید می چرخند. محاسبات تراکم این سیارات نشان داده است آنها احیانا هسته هایی سنگی دارند که توسط لایه ای ضخیم از آب یا هیدروژن پوشیده شده است. بااین حال، هنوز روشن نیست که چطور این سیارات می توانند تا این اندازه غنی از آب باشند.
در منظومه شمسی، «خط برف» به مرزی اطلاق می شود که در آن دما به حدی پایین است که یخ می تواند شکل بگیرد. این خط به طور معمول در فاصله ای دورتر از مدار سیاره مریخ و نزدیک به مدار سیاره مشتری قرار دارد. سیاراتی که در داخل این خط شکل می گیرند (مانند زمین و زهره) آب کمی دارند یا اصلاً آب در آنها وجود ندارد، چونکه با وجود دمای بالا و تابش شدید خورشید، آب به سرعت تبخیر می شود. اما سیاراتی که در خارج از خط برف شکل گرفته اند (مانند زحل و نپتون)، شرایط متفاوتی دارند. در این نواحی، دما پایین تر است و بدین سان یخ ها و گازها می توانند تجمع کنند. بنابراین این سیارات غنی از ترکیبات آبی و گازی هستند.
قبل از این، اخترفیزیکدانان تصور می کردند که سیارات آبی باید در فاصله ای دور از ستارگان خود شکل بگیرند و سپس به سوی ستاره حرکت کنند. اما مطالعه جدید نشان داده است تحت شرایط خاص، واکنش های شیمیایی بین هیدروژن و مواد معدنی می توانند بطور محلی آب تولید کنند.
دانشمندان با شبیه سازی شرایط سیارات فراخورشیدی، توانستند با استفاده از لیزر و فشار هیدروژن، مواد معدنی را ملزم به تولید آب کنند
شبیه سازی این شرایط در لابراتوار کار ساده ای نبوده است. محققان برای رسیدن به دما و فشار مناسب، نمونه ها را در دستگاهی به نام «سلول سندان الماس» قرار می دهند. اما مولکول های هیدروژن گرم می توانند وارد ساختار کربنی الماس شوند و سبب شکستن آن شوند.
پژوهشگران با استفاده از لیزرهای پالسی (به جای اشعه پیوسته) که به نمونه فقط برای مدت کوتاهی حرارت می دهند، توانستند میزان نفوذ هیدروژن را کاهش دهند. آزمایش موفقیت آمیز بود و دانشمندان از مقدار آب ساخته شده شگفت زده شدند. هورن می گوید: «سنگی باقی نمانده بود. تنها چیزی که داشتم فلز و آب بود.» در آزمایش ها، حدود ۱۸ درصد از جرم اولیه به آب تبدیل شد.
پژوهشگران باور دارند این روند تولید آب می تواند در مرز بین هسته سنگی سیاره و پوشش گازی هیدروژنی آن رخ دهد. در این ناحیه، فشار و دما به حدی بالا است که باعث آغاز واکنش های شیمیایی برای تولید آب می شود. میزان نهائی آب موجود در این سیارات می تواند بین ۵ درصد تا ۲۸ درصد از جرم سیاره متغیر باشد.
سیاراتی که بدین شیوه آب تولید می کنند، احیانا سیاره های اقیانوسی عظیم خواهند بود که دو تا پنج برابر زمین اندازه دارند یا سیاره های معروف به هایسین خواهند بود که اقیانوس هایی با لایه ضخیمی از هیدروژن روی آنها قرار دارد.
یافته ها نشان می دهند که سیارات هایسین و سیاره های اقیانوسی درحقیقت دو نوع متفاوت نیستند، بلکه در یک طیف قرار دارند و این که سیاره ای به عنوان سیاره اقیانوسی یا هایسین شناخته می شود، به عواملی مانند فاصله اش از ستاره، اندازه و ترکیب اولیه اش بستگی دارد.
این پژوهش همینطور بحث ها درباره ی زیست پذیری در سیارات هایسین را وارد مرحله جدیدی کرده است. درحالی که تحقیقات قبلی نشان می دادند که بیشتر آب این سیارات ممکنست در لایه های داخلی آنها، یعنی گوشته، محبوس باشد و سطح سیاره خشک بماند، مطالعه جدید نشان داده است که مقدار آب در این سیارات می تواند بیشتر از تصورات گذشته باشد.
نتایج پژوهش می تواند پیامدهایی برای زمین هم داشته باشد. در حالیکه شرایط فشار و دمای بالا برای انجام این واکنش ها در زمین امروز وجود ندارد، ممکنست در دوران اولیه زمین موجود بوده باشد. زمین اولیه با جو غنی از هیدروژن می توانست فرآیندهای مشابه برای تولید آب را شروع کرده باشد.
به طور خلاصه، این خط به صورت معمول در فاصله ای دورتر از مدار سیاره مریخ و نزدیک به مدار سیاره مشتری قرار دارد. سیاراتی که در داخل این خط شکل می گیرند (مانند زمین و زهره) آب کمی دارند یا اصلاً آب در آنها وجود ندارد، چراکه با وجود دمای بالا و تابش شدید خورشید، آب به سرعت تبخیر می شود. یافته ها نشان می دهند که سیارات هایسین و سیاره های اقیانوسی درحقیقت دو نوع متفاوت نیستند، بلکه در یک طیف قرار دارند و اینکه سیاره ای به عنوان سیاره اقیانوسی یا هایسین شناخته می شود، به عواملی مانند فاصله اش از ستاره، اندازه و ترکیب اولیه اش بستگی دارد.
منبع: سایت شیك
این مطلب سایت شیک را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب