قد تتكون الكواكب الخارجية الغنية بالكربون من الماس

مع استمرار بعثات مثل تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا و TESS و Kepler في تقديم رؤى حول خصائص الكواكب الخارجية (الكواكب حول النجوم الأخرى) ، أصبح العلماء قادرين بشكل متزايد على تجميع شكل هذه الكواكب ، وما هي مكوناتها ، وما إذا كان بإمكانهم ذلك. أن تكون صالحة للسكن أو حتى مأهولة.

في دراسة جديدة نُشرت مؤخرًا في مجلة علوم الكواكب، قرر فريق من الباحثين من جامعة ولاية أريزونا (ASU) وجامعة شيكاغو أن بعض الكواكب الخارجية الغنية بالكربون ، في ظل الظروف المناسبة ، يمكن أن تكون مصنوعة من الماس والسيليكا.

يقول المؤلف الرئيسي هاريسون ألين-سوتر Harrison Allen-Sutter من مدرسة استكشاف الأرض والفضاء بجامعة ولاية أريزونا: “لا تشبه هذه الكواكب الخارجية أي شيء في نظامنا الشمسي”.

تشكيل الماس خارج المجموعة الشمسية

عندما تتشكل النجوم والكواكب ، فإنها تفعل ذلك من نفس سحابة الغاز ، لذا فإن تكويناتها الكتلية متشابهة. النجم الذي يحتوي على نسبة منخفضة من الكربون إلى الأكسجين سيكون له كواكب مثل الأرض ، ويتألف من السيليكات والأكاسيد ذات محتوى الماس الصغير جدًا (محتوى الماس الأرضي حوالي 0.001٪).

لكن الكواكب الخارجية حول النجوم ذات نسبة الكربون إلى الأكسجين أعلى من شمسنا من المرجح أن تكون غنية بالكربون. افترض ألين-سوتر والمؤلفون المشاركون إميلي جارهارت وكورت لينينويبر ودان شيم من جامعة ولاية أريزونا ، مع فيتالي براكابينكا وإيران جرينبيرج من جامعة شيكاغو ، أن هذه الكواكب الخارجية الغنية بالكربون يمكن أن تتحول إلى ماس وسيليكات ، إذا كانت المياه (وهي وفيرة) في الكون) ، مما أدى إلى تكوين تركيبة غنية بالألماس.

سندان الماس والأشعة السينية

لاختبار هذه الفرضية ، احتاج فريق البحث إلى محاكاة الجزء الداخلي من الكواكب الخارجية المصنوعة من الكربيد باستخدام درجات حرارة عالية و ضغط مرتفع. للقيام بذلك ، استخدموا خلايا السندان الماسية عالية الضغط في مختبر Shim’s Lab for Earth and Planetary Materials.

أولاً ، قاموا بغمر كربيد السيليكون في الماء وضغطوا العينة بين الماس إلى ضغط مرتفع للغاية. بعد ذلك ، لمراقبة التفاعل بين كربيد السيليكون والماء ، أجروا تسخينًا بالليزر في مختبر أرجون الوطني في إلينوي ، وأخذوا قياسات بالأشعة السينية بينما قام الليزر بتسخين العينة عند ضغوط عالية.

كما توقعوا ، مع ارتفاع الحرارة والضغط كربيد السيليكون تتفاعل مع الماء وتحولت إلى الماس والسيليكا.

السكن والسكن

حتى الآن ، لم نعثر على حياة على كواكب أخرى ، لكن البحث مستمر. يستخدم علماء الكواكب وعلماء الأحياء الفلكية أدوات متطورة في الفضاء وعلى الأرض للعثور على الكواكب ذات الخصائص الصحيحة والموقع المناسب حول نجومهم حيث يمكن أن توجد الحياة.

بالنسبة للكواكب الغنية بالكربون التي هي محور هذه الدراسة ، فمن المحتمل ألا تمتلك الخصائص اللازمة للحياة.

في حين أن الأرض نشطة جيولوجيًا (مؤشر قابلية السكن) ، تظهر نتائج هذه الدراسة أن الكواكب الغنية بالكربون يصعب أن تكون نشطة جيولوجيًا وهذا النقص في النشاط الجيولوجي قد يجعل تكوين الغلاف الجوي غير صالح للسكن. تعتبر الأجواء ضرورية للحياة لأنها توفر لنا الهواء للتنفس ، والحماية من البيئة القاسية للفضاء ، وحتى الضغط للسماح للماء السائل.

يقول ألين سوتر: “بغض النظر عن قابلية السكن ، فهذه خطوة إضافية في مساعدتنا على فهم وتوصيف ملاحظاتنا المتزايدة والمتحسنة للكواكب الخارجية”. “كلما تعلمنا أكثر ، أصبحنا قادرين بشكل أفضل على تفسير البيانات الجديدة من المهمات المستقبلية القادمة مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي وتلسكوب نانسي جريس الفضائي الروماني لفهم العوالم الموجودة خارج نظامنا الشمسي.”