I soot-line kan det uppstå planeter - där liv kan utvecklas.

 

En astronom vid University of Michigan och hans team föreslår ett nytt sätt i sökandet efter beboeliga planeters tillblivande och då  en zon som inte tidigare beaktats: utrymmet mellan stjärnan och vad som kallas  soot-line i protoplanetära skivor  (den del som finns närmst stjärnan i en sådan skiva)

Planeter bildas i en skiva av damm som roterar runt en stjärna där de ofta  får ytor rika på flyktiga kolföreningar ( i den så kallade soot-line) vilket  skiljer sig ganska mycket från jordens yta. Dessa planeter  blir rika på organiskt kol men även vattenfattiga, enligt Ted Bergin, som ledde studien tillsammans med geokemister, planetforskare, astrokemister och exoplanetexperter.

När vi söker efter jordliknande planeter är vi intresserade inte bara av planeter som ser ut som jorden utan också av om de bildas i processer som liknar jordens tillblivelse. Nuvarande modeller av steniga exoplaneter är tolkade utifrån jordliknande atmosfäriska förhållanden och sammansättning och innehåller molekyler som är väsentliga för liv bildat av kolbaserade byggstenar och vatten. Dessa modeller fokuserar på zoner inom protoplanetära skivor som kallas islinjer, regioner som är tillräckligt avlägsna den protoplanetära skivans stjärna för att vatten ska bestå på planeten eller kunna bildas i större mängd. Islinjerna  markerar var vatten och andra nyckelmolekyler övergår från gas till fast fas eller flytande som vatten.

Jordliknande världar som vår planet, bildades av fasta ämnen. Man har länge trott att jorden, som bara innehåller cirka 0,1 viktprocent vatten, måste ha bildats innanför vattenislinjen och planeter med liv måste  ha bildats i just denna zon..

Men den typen av modell kan vara för begränsad, enligt Bergin. För att utöka sökandet efter beboeliga planeter föreslår Bergin och hans forskargrupp därför en ny modell där man tar hänsyn till soot-line, en gräns som ligger närmre stjärnan än islinjen. Mellan denna gräns och stjärnan sublimerar organiska föreningar i fast form till gas. I denna region skulle det också omfatta steniga planeter som då kan få  ett större innehåll av kol än jorden har vilket väcker frågor om vad detta innebär för livets utveckling på dessa planeter.

Det lägger till en ny dimension i vårt sökande efter planeter som kan ha liv, beskriver Bergin..

Jorden är fattig på vatten och är också kolfattig, säger Bergin. Då räknas det som   volymen i sin helhet inte bara dess yta. Vid bildandet fick Jorden sannolikt endast 1 kolatom per 100 tillgängliga av det planetbildande materialet i den protoplanetära skivan. Astronomer tror att soot-line förklarar varför jorden har så lite kol. 

Om jordens byggstenar bildades inuti soot-line, sprängde temperaturen och solstrålningen det material som skulle bilda den unga planeten och förvandlade kolrika föreningar till gas och begränsade kol i de fasta ämnen som levereras till den bildande jorden som bildades i islinjen.

Teamets modell teoretiserar även om bildandet av planeter konstruerade mellan soot-line och vattenislinjerna.

En sådan värld (konstruerad i soot-line) verkar inte finnas i vårt solsystem, men vårt solsystem är inte representativt  planetsystem runt andra stjärnor, säger Bergin. Andra planetsystem ser helt annorlunda ut. Deras planeter finns närmare solen och är mycket större i storlek där finns superjordar till mini-Neptunus, beskriver han.

De är antingen stora stenar eller små gasjättar - detta är den vanligaste typen av planetsystem. Så kanske det i  andra solsystemen i Vintergatan finns varelser  som har innehåller mer kol i sitt inre än vi har.

I sin studie modellerar teamet vad som händer då en silikatrik värld med 0,1% till 1% kol i massa och en variabel vattenhalt bildas i sotlinjeregionen. De fann att en sådan planet skulle utveckla en metanrik atmosfär genom en process som kallas utgasning. Under denna omständighet producerar organiska föreningar i en silikatrik planet en metanrik atmosfär.

Närvaron av metan ger en bördig miljö till generering av dis genom interaktioner med fotoner. Detta är analogt med den genereringen av dis från metan som sker i Saturnus största måne Titan.

Planeter som kommer till inom soot-line. En linje som finns i alla nya stjärnors protoplanetära skivor, kommer att släppa ut mer flyktigt kol från sina mantlar, enligt Bergin. Detta kan lätt leda till en naturlig produktion av dis. Sådant dis har observerats i exoplaneters atmosfärer och har potential att förändra kalkylen för vad vi anser vara beboeliga världar.

Resultaten från den tvärvetenskapliga forskargruppen publicerades i Astrophysical Journal Letters.

 

Bild pixabay.com