创造岩石行星是一件混乱、危险、热门的事情。星子聚集在一起,给新生世界带来热量和压力。
附近的青春期恒星用强烈的辐射轰击它们。这可能会“烘烤”任何表面海洋、湖泊或河流,如果你正在寻找生命可能出现或存在的地方,这将是一场灾难。
这是因为生命需要水,而这些恒星周围的行星是最有可能孕育生命的行星之一。但是,如果辐射将水蒸发掉,那看起来就不太有希望了。
英国剑桥大学的科学家创建了一个复杂的模型,该模型描述了一个世界,其中大部分水被锁在地表深处,不是在水池或海洋中,而是在岩石中。
从技术上讲,它被困在地表深处的矿物质中。如果银河系中这些最常见恒星周围的世界条件合适,其中的水量可能相当于几个地球海洋。
剑桥大学的博士生克莱尔·吉蒙德 (Clare Guimond) 和另外两名研究人员提出了这个模型,该模型描述了围绕红矮星运行的 M 型世界周围的新生儿。
“我们想调查这些行星在经历了如此混乱的成长之后是否能够自我修复并继续拥有地表水,”她说。
她的团队的工作表明,这些行星可能是替代主恒星早期生命中流失的液态地表水的好方法。
“根据这些矿物质及其将水带入其结构的能力,该模型为我们提供了行星在深处可以携带多少水的上限。”
在形成的世界中封存水
M型红矮星是银河系中最常见的恒星。这使它们成为研究行星形成变量的良好对象。它们的形成就像其他恒星一样。
一旦过了婴儿期,他们也像其他明星一样容易爆发和喜怒无常。然而,他们肠绞痛的时间比其他明星长得多。这对于附近任何行星(或原行星)的表面来说都不是好兆头。
如果不被烘烤掉,水就会迁移到地下。但是,每个岩石行星都会发生这种情况吗?需要多大的世界才能做到这一点?
研究小组发现,行星的大小和含水矿物质的数量决定了它可以“隐藏”多少水。
大多数最终到达上地幔。该岩石层位于地壳正下方。它通常富含所谓的“无水矿物质”。
火山从这一层汲取营养,它们的喷发最终可以通过喷发将蒸汽和水蒸气带回地表。
新研究表明,较大的行星(大约比地球大两到三倍)通常具有更干燥的岩石地幔。这是因为富含水的上地幔在其总质量中所占的比例较小。
隐藏水和行星科学
这个新模型不仅帮助行星科学家了解地球诞生时的条件,还帮助行星科学家了解地球诞生时的条件。富含水的物体聚集形成行星。然而,它实际上更针对的是M型红矮星周围较大的岩石行星的形成环境。
由于恒星的青春期风暴,这些星球可能长期经历着混乱的气候条件。这些技术本可以将液态水输送到地下深处。一旦它们的恒星稳定下来,水就会以各种方式出现。
该模型还可以解释多久可能会从贫瘠的地狱转变为水世界。当然,金星水的问题仍然存在激烈争论。
然而,如果四十亿年前就有液体池和海洋,它们是如何发生的呢?
“如果这种情况发生了,金星一定找到了一种方法来冷却自己,并在围绕火热的太阳诞生后重新获得地表水,”说吉蒙德的研究伙伴奥利弗·肖特尔。
“它有可能利用内部的水来做到这一点。”
对系外行星搜索的影响
最后,当前的研究可能为在银河系其他地区寻找宜居系外行星提供新的指导。 “这可以帮助我们完善对首先研究哪些行星的分类,”说肖特尔。
“当我们寻找最能容纳水的行星时,你可能不想要一颗比地球大得多或小得多的行星。”
吉蒙德模型中的因素也对岩石行星的形成和矿物学有影响。更具体地说,它可以解释行星内部储存的物质,特别是地表和地幔之间的物质。
未来的研究可能会关注岩石世界和地表水丰富的世界的宜居性和气候。