Bild https://www.nasa.gov/ I grafiken ovan visas hur bruna dvärgar kan vara mycket mer massiva än stora gasplaneter som Jupiter och Saturnus. Men saknar den storlek i massa som sätter igång kärnfusionen i kärnan och får stjärnan att lysa och kallas stjärna. NASA/JPL-Caltech
Varför har kisel, ett av de vanligaste grundämnena i universum blivit i stort sett oupptäckt i atmosfärerna hos Jupiter, Saturnus och gasplaneter som kretsar kring andra stjärnor? En ny studie med observationer från NASA:s James Webb Space Telescope kastar ljus över denna fråga genom att fokusera på ett märkligt objekt som astronomer upptäckte av en slump 2020 och som kallas "The Accident". En brun dvärg så ljussvag och märklig att forskarna ville använda webbteleskopet för att studera dess atmosfär. Bland flera överraskningar hittade de bevis på en molekyl som de först inte kunde identifiera. Det visade sig senare vara en enkel kiselmolekyl en så kallad silan (SiH4). Forskare har länge förväntat sig att finna silan men inte lyckats inte bara i vårt solsystems gasjättar utan också i de tusentals atmosfärer som tillhör bruna dvärgar och de gasjättar som kretsar kring andra stjärnor. The Accident är det första objekt där denna molekyl har identifierats.
Forskare är ganska säkra på att kisel finns i
Jupiters och Saturnus atmosfärer men att det är dolt. Kisel är bundet till syre
och bildar oxider som kvarts vilket kan skapa moln på heta gasjättar som kan
liknas vid sandstormar på jorden. På svalare gasjättar som Jupiter och Saturnus
skulle dessa typer av moln sjunka långt under lättare lager av vattenånga och
ammoniakmoln, tills alla kiselhaltiga molekyler finns djupt inne i atmosfären och blir osynliga till och med för rymdfarkoster som studerar de två planeterna på
nära håll.
Vissa forskare har också föreslagit att lättare
molekyler av kisel, som silan, borde finnas högre upp i dessa atmosfäriska
lager. Att sådana molekyler inte har hittats någon annanstans än i en enda
märklig brun dvärg säger något om den kemi som förekommer i dessa miljöer.
"Ibland är det de extrema objekten som hjälper
oss att förstå vad som händer i de genomsnittliga", beskriver Faherty,
forskare vid American Museum of Natural History i New York City huvudförfattaren
till studien.
The Accident finns cirka 50 ljusår från jorden och
bildades troligen för 10 till 12 miljarder år sedan vilket gör den till en av
de äldsta bruna dvärgarna som någonsin upptäckts. Universum är cirka 14
miljarder år gammalt och vid den tidpunkt då The Accident utvecklades innehöll kosmos mestadels väte och
helium med spår av andra grundämnen inklusive kisel. Under eoner har grundämnen
som kol, kväve och syre bildats i stjärnornas kärnor, så planeter och stjärnor
som bildades senare har fler slag av grundämnen.
Webbs observationer av The Accident bekräftar att silan
kan bildas i bruna dvärgar atmosfär och troligast i andra planeters atmosfärer. Det faktum att silan
verkar saknas i tidigare undersökta bruna dvärgar och gasjätteplaneter tyder på att när syre
är tillgängligt, binder det till kisel i en så hög hastighet och så lätt att
praktiskt taget inget kisel blir över för att binda till väte och bilda silan.
Så varför silan finns i The Accident anser studieförfattarna
beror på att mycket mindre syre fanns i universum när denna bruna dvärg bildades vilket resulterade i mindre syre i dess atmosfär som skulle kunna sluka allt
kisel. Det tillgängliga kislet har här istället bundits med väte vilket
resulterat i silan.
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar