Bild https://www.yorku.ca/
Illustration av den inre strukturen av en lavaplanet i kallt tillstånd, som
visar en magmahav på dagsidan överlagrad av en mineralatmosfär. Pilarna anger
riktningen för värmetransporten i planetens inre och den värmestrålning som
avges från dess nattsida. Upphovsman: Romain Jean-Jaques (Instagram:
@romainjean.jacques)
"Lavaplaneter befinner sig i så extrema
omloppsbanor runt sina stjärnor att vår kunskap om stenplaneter i solsystemet
inte är direkt tillämplig för dem vilket gör forskarna osäkra på vad de kan förvänta
sig när de observerar lavaplaneter", beskriver fhuvudförfattare till en ny artikel Charles-Édouard
Boukaré, biträdande professor vid York Universitys avdelning för fysik och
astronomi vid naturvetenskapliga fakulteten.
"Våra simuleringar föreslår ett konceptuellt
ramverk för att tolka deras evolution och ger scenarier för att undersöka deras
interna dynamik och kemiska förändringar över tid. Dessa processer, även om de
är kraftigt förstärkta hos lavaplaneter, är i grunden desamma som de som formar
stenplaneter i vårt solsystem.
Artikeln, "The role of interior dynamics and differentiation on the surface and atmosphere of lava planets", är skriven av Charles-Édouard Boukaré, försteförfattare Assistant Professor in York University’s Department of Physics and Astronomy in the Faculty of Science. Daphné Lemasquerier (University of St Andrews), Nicolas B. Cowan (McGill University), Lisa Dang (University of Waterloo), Henri Samuel, James Badro, Aurélien Falco och Sébastien Charnoz (Université Paris Cité).
Med hjälp av oöverträffade numeriska simuleringar
förutsäger teamet två evolutionära tillstånd i slutändan:
• Helt smält inre (troligen unga planeter):
Atmosfären speglar planetens sammansättning, och värmetransporten inuti det smälta
inre håller nattytans yta varm och dynamisk.
• Mestadels fast inre (troligen äldre planeter): Endast ett grunt lavahav finns kvar på dagsidan och atmosfären blir utarmad på grundämnen som natrium, kalium och järn.
Boukaré förklarar att denna forskning på exoplaneter
av lava började som ett mycket utforskande arbete med få initiala
förväntningar. Det bygger på en ny modelleringsmetod som han utvecklade för att
studera smälta stenplaneter i samarbete med kollegor vid Institute de Physique
du Globe de Paris, Université Paris Cité, som publicerades i Nature tidigare i
år.
Det som började som en explorativ studie har sedan
dess öppnat en lovande ny forskningslinje. Förutsägelserna som beskrivs i detta
arbete bidrog till att säkra 100 timmars observationstid på James Webb Space
Telescope (JWST) – det mest avancerade infraröda observatorium som någonsin
byggts, med en 6,5 meter lång segmenterad spegel och ultrakänsliga instrument
som kan undersöka de tidigaste galaxerna och atmosfären hos avlägsna
exoplaneter med oöverträffad precision. Dessa kommande JWST-observationer,
ledda av medförfattaren Prof. Dang, kommer direkt att testa det teoretiska
ramverket som föreslås i denna studie.
– Vi hoppas verkligen att vi kan observera och
skilja gamla lavaplaneter från unga lavaplaneter. Om vi kan göra detta skulle
det vara ett viktigt steg mot att gå bortom den traditionella ögonblicksbilden
av exoplaneter, påtalar Boukaré.
