Bilden från wikimedia visar exoplaneten som kretsar kring den solliknande stjärnan HD 85512 i den sydliga delen av stjärnbilden Seglet. Planeten är en av sexton superjordar som upptäckts av instrumentet HARPS på 3,6-metersteleskopet vid ESO:s La Sillaobservatorium. Planeten är ungefär 3,6 gånger massivare än jorden och finns i utkanten av den beboeliga zonen runt stjärnan. Här kan flytande vatten finnas och kanske liv
Mer än 6 000 bekräftade exoplaneter har hittats i
Vintergatan av dessa är så kallade Sub-Neptunus de vanligaste. Desssa är mindre än
Neptunus och men mer massiva än jorden och tros ha stenigt inre med tjocka
vätedominerade atmosfärer.
Tidigare forskning av matematiska modeller har visat
att interaktioner mellan atmosfäriskt väte och magmahav under planetbildning
kan producera betydande mängder vatten. Omfattande experimentella tester av
denna föreslagna källa till vatten har dock inte utförts förrän nu.
Miozzi och Shahar (se nedan) ledde ett internationellt team av forskare från Institut de Physique du Globe de Paris
(IPGP) och UCLA för att skapa de förhållanden under vilka sådana interaktioner
mellan väte i den tidiga atmosfären på en planet tillsammans med järnrik
kiseldioxidsmältning representerar den bildande magmaoceanen. Forskarna
åstadkom detta genom att komprimera prover upp till nästan 600 000 gånger
atmosfärstrycket (60 gigapascal) och värma upp dessa till över 4 000 grader
Celsius.
Denna experimentella miljö efterliknar en kritisk
fas i den steniga planetens evolutionära process. Stenplaneter (som jorden) bildas av den skiva (protoplanetär skiva) av stoft och gas
som omger en ung stjärna under perioden efter stjärnans tillblivelse. Materialet
samlas till objekt som kraschar in i varandra och blir större och varmare och
så småningom smälter till en stor magmaocean. Detta blir blir början till unga planeter och de är ofta omgivna av ett
tjockt hölje av molekylärt väte, H2 (vätgas),
kan då fungera som en "termisk filt" som håller magmahavet kvar i
miljarder år innan det svalnar.
"Vårt arbete gav de första experimentella
bevisen för två kritiska processer från den tidiga planetutvecklingen",
säger Mozzi. – Vi visade att en stor mängd väte löses upp i smältan och att
betydande mängder vatten skapas genom järnoxidreduktion med molekylärt väte.
Sammantaget visar dessa fynd att stora mängder väte
kan lagras i magmahavet medan vatten bildas. Detta har stora konsekvenser för
de fysikaliska och kemiska egenskaperna av planetens inre med potentiella
effekter även på kärnans utveckling och atmosfärens sammansättning.
Denna nya internationella forsknings resultat är
publicerad i Nature av Carnegies av Francesca Miozzi och Anat Shahar från
Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) och UCLA .
