Astronomia sem telescópio - então por que não exo-oceanos?

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Bem, até 25% das estrelas parecidas com o Sol podem ter planetas parecidos com a Terra - mas se estiverem na zona de temperatura certa, é provável que tenham oceanos. O pensamento atual é que os oceanos da Terra se formaram a partir do material acumulado que construiu o planeta, em vez de serem entregues por cometas posteriormente. A partir desse entendimento, podemos começar a modelar a probabilidade de um resultado semelhante ocorrer em exoplanetas rochosos ao redor de outras estrelas.

Assumindo que planetas do tipo terrestre são realmente comuns - com um manto de silicato em torno de um núcleo metálico -, podemos esperar que a água possa ser exsudada em sua superfície durante os estágios finais do resfriamento do magma - ou de outra forma eliminada a gás como vapor que esfria para cair de volta à superfície como chuva. A partir daí, se o planeta for grande o suficiente para reter gravitacionalmente uma atmosfera espessa e estiver na zona de temperatura onde a água pode permanecer fluida, então você terá um exo-oceano.

Podemos supor que a nuvem de poeira que se tornou o Sistema Solar tenha muita água, dado o quanto persiste nos ingredientes restantes de cometas, asteróides e similares. Quando o Sol inflama, parte dessa água pode ter sido fotodissociada - ou expelida do sistema solar interno. No entanto, materiais rochosos frescos parecem ter uma forte propensão a reter água - e, dessa maneira, poderiam manter a água disponível para a formação do planeta.

Meteoritos de objetos diferenciados (isto é, planetas ou corpos menores que se diferenciaram de tal forma que, enquanto em estado de fusão, seus elementos pesados ​​se afundaram em um núcleo deslocando elementos mais leves para cima) têm cerca de 3% de conteúdo de água - enquanto alguns objetos não diferenciados (como asteróides carbonáceos ) pode ter mais de 20% de conteúdo de água.

Agregue esses materiais juntos em um cenário de formação planetária e os materiais comprimidos no centro ficam quentes, causando a emissão de gases voláteis, como dióxido de carbono e água. Nos estágios iniciais da formação do planeta, grande parte dessa eliminação de gás pode ter sido perdida para o espaço - mas, à medida que o objeto se aproxima do tamanho do planeta, sua gravidade pode manter o material gasoso no lugar como atmosfera. E, apesar da eliminação de gases, o magma quente ainda pode reter o conteúdo de água - apenas exalando-o nos estágios finais de resfriamento e solidificação para formar a crosta de um planeta.

A modelagem matemática sugere que, se os planetas se acumularem a partir de materiais com 1 a 3% de teor de água, a água líquida provavelmente transborda para a superfície nos estágios finais da formação do planeta - movendo-se progressivamente para cima à medida que a crosta do planeta solidifica de baixo para cima.

Caso contrário, e mesmo começando com um conteúdo de água tão baixo quanto 0,01%, os planetas semelhantes à Terra ainda gerariam uma atmosfera de vapor gasoso que mais tarde choveria como água fluida após o resfriamento.

Se este modelo de formação oceânica estiver correto, pode-se esperar que exoplanetas rochosos de 0,5 a 5 massas terrestres, formados a partir de um conjunto aproximadamente equivalente de ingredientes, provavelmente formem oceanos dentro de 100 milhões de anos após a acumulação primária.

Esse modelo se encaixa bem com a descoberta de cristais de zircão na Austrália Ocidental - datados de 4,4 bilhões de anos e sugerindo a presença de água líquida há muito tempo - embora isso tenha precedido o bombardeio pesado tardio (de 4,1 a 3,8 bilhões de anos atrás), que pode enviaram toda a água novamente para uma atmosfera de vapor.

Atualmente, não se pensa que os sorvetes do sistema solar externo - que podem ter sido transportados para a Terra como cometas - poderiam ter contribuído com mais de 10% do conteúdo atual de água da Terra - já que as medidas até o momento sugerem que os sorvetes do sistema solar externo têm uma quantidade significativa níveis mais altos de deutério (ou seja, água pesada) do que vemos na Terra.

Leitura adicional: Elkins-Tanton, L. Formação de oceanos aquáticos adiantados em planetas rochosos.

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