Co z tą wodą?

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Karły typu M to bardzo obiecujące obiekty badań. Są najbardziej rozpowszechnionym typem gwiazd w Drodze Mlecznej, a z analiz przeprowadzonych przez NASA wiemy, że 6% tych gwiazd posiada planety w ekosferze. Należy przy tym pamiętać, że ekosfera jest definiowana jest jako obszar rozciągający się w takich odległościach do gwiazdy, że na istniejących tam planetach panują temperatury pozwalające na występowanie wody w stanie ciekłym. Zgodnie z obecnie obowiązującymi teoriami ziemska woda pochodzi z przestrzeni kosmicznej i została przyniesiona na naszą planetę wraz z astaroidami i innym materiałem pochodzącym z uformowanego wokół młodego Słońca dysku protoplanetarnego.

 

W 2007 roku dwa niezależne zespoły naukowe przeprowadziły symulacje komputerowe formowania się układów planetarnych wokół karłów typu M. Masa takich gwiazd wynosi od 10 do 50 procent masy Słońca. Naukowcy chcieli sprawdzić, czy na planetach wokół karłów może znajdować się woda. Obie symulacje wykazały, że planety znajdujące się w ekosferze karłów M są pozbawione wody.

 

Istniejący wokół Słońca dysk, z którego powstał Układ Słoneczny można podzielić na dwie części. W pierwszej, wewnętrznej generalnie panowały tak wysokie temperatury, że znajdujący się tam materiał pozbawiony był wody. Występowała ona za to - w postaci lodu - w części zewnętrznej, znajdującej się poza "linią zamarzania". Co prawda Ziemia uformowała się w prawdopodobnie w suchej wewnętrznej części dysku, ale grawitacyjne oddziaływanie planet, które powstały w części zewnętrznej, popchnęło znajdujący się tam materiał w kierunku Ziemi. Opadając, przyniósł on na naszą planetę wodę.

 

Z symulacji przeprowadzonych przed 6 laty wynika jednak, że takie zjawisko nie zachodzi w przypadku karłów M. Małe gwiazdy mają mniejsze dyski, znajduje się w nich mniej materiału, występują słabsze oddziaływania grawitacyjne, a zatem wepchnięcie zawierającego wodę materiału do wewnętrznych obszarów dysku jest mniej prawdopodobne. Ponadto gwiazdy o niższej masie są na początku swojego życia stosunkowo jaśniejsze, a to oznacza, że "linia zamarzania" znajduje się w ich przypadku dalej od ekosfery. To dodatkowa trudność, gdyż materiał zawierający wodę znajduje się dalej - mówi Fred Ciesla z University of Chicago.

 

Naukowiec ten jest autorem interesującej teorii, która daje nadzieję na istnienie wody na planetach znajdujących się wokół karłów M. Ciesla zaczął się zastanawiać, czy istnieje jakiś inny poza rozmiarami, ważny czynnik różniący nasz system planetarny od systemów wokół karłów M. I znalazł taki czynnik. Jest nim glin.

 

Glin-26 mógł odgrywać istotną rolę w obecności wody na Ziemi. Ten radioaktywny izotop charakteryzuje połowiczny czas rozpadu wynoszący 700 000 lat. Dowody uzyskane z meteorytów sugerują, że zawierały one znaczące ilości glinu-26, który rozpadł się na długo przed formowaniem się planet. Jednak zdaniem Ciesli rozpad ten mógł mieć duży wpływ na planetozymale, czyli wielkie bryły pierwotnej materii, które łącząc się ze sobą tworzyły protoplanety. Uczony uważa, że rozpadający się glin-26 ogrzewał planetozymale i rozpuszczał znajdujący się tam lód. Część z wody weszła w reakcje ze skałami i powstały znajdowane w meteorytach hydraty, a część uciekła w przestrzeń kosmiczną. Jeśli teoria Ciesli jest prawdziwa, to oznacza, że g;om-26 pozbawił tworzącą się Ziemię części wody.

 

Nie każdy system planetarny zawiera glin-26 - zauważa Ciesla. Pierwiastek ten powstaje w masywnych gwiazdach i nie jest jasne, dlaczego tak dużo było go w Układzie Słonecznym. Prawodpodobnie pochodził z pobliskiej supernowej lub został przyniesiony przez wiatr słoneczny. Inne systemy planetarne mogą nie posiadać takich źródeł glinu-26, co oznacza, że ich planetozymale nie były ogrzewane i nie traciły wody.

 

Obecnie Ciesla prowadzi symulacje, które mają wykazać, czy jego hipoteza jest słuszna.

 

Prace Ciesli chwali Sean Raymond, który zgadza się z poglądem, że badania wykluczające obecność wody na planetach w ekosferze karłów M są przestarzałe. Sam Raymond jest współtwórcą teorii pozwalającej na wyjaśnienie pochodzenia wody na Ziemi. Według niej podczas formowania się Układu Słonecznego Jowisz migrował w kierunku Słońca, a po uformowaniu się Saturna został pociągnięty w jego kierunku. Migracja olbrzyma popchnęła znaczną ilość materiału w kierunku wewnętrznych planet Układu Słonecznego. Być może podczas formowania się układów planetarnych wokół karłów M również dochodzi do migracji planet.

 

Jeśli zatem hipotezy Ciesli i Raymonda są prawdziwe, to planety w ekosferach karłów typu M mogą być nie pustyniami, ale wręcz przeciwnie - wodnymi światami. Część wody będzie pochodziła bowiem z planetozymali na które nie oddziaływał glin-26, a część - z materiału wepchniętego przez planety migrujące z zewnątrz do wewnątrz układu planetarnego.

 

O tym, czy na wspomnianych planetach występuje woda będziemy mogli przekonać się dzięki Teleskopowi Kosmicznemu Jamesa Webba. Będzie on na tyle czuły, że zauważy molekuły wody w atmosferze planet. Teleskop ma rozpocząć pracę około roku 2019.