O echipă de internaţională de astronomi coordonată de cercetători de la Universitatea Oxford a descoperit cu ajutorul Telescopului Spaţial James Webb (JWST) ceea ce ar putea reprezenta o nouă clasă de exoplanete, cu un ocean subteran gigantic de magmă care captează sulful, conform unui studiu publicat luni în revista Nature Astronomy, transmit EFE şi SciTechDaily.com
Această exoplanetă neobişnuită pare să capteze cantităţi enorme de sulf adânc sub suprafaţa sa, în interiorul unui ocean permanent de rocă topită.
Planeta poartă numele de catalog L 98-59 d şi se află pe orbita unei mici stele roşii aflată la aproximativ 35 de ani-lumină distanţă de Soare. Observaţiile realizate de JWST, împreună cu datele de la observatoarele terestre, au dezvăluit ceva neaşteptat. În ciuda faptului că este de aproximativ 1,6 ori mai mare decât Pământul, planeta are o densitate neobişnuit de mică, iar atmosfera sa conţine cantităţi mari de hidrogen sulfurat.
Până acum, astronomii ar fi clasificat o planetă precum L 98-59 d în două moduri. Ar putea fi considerată o "pitică gazoasă" telurică cu o atmosferă bogată în hidrogen sau o lume bogată în apă, dominată de oceane adânci şi gheaţă. Cu toate acestea, noua cercetare sugerează că L 98-59 d nu se încadrează în niciuna dintre aceste categorii. În schimb, planeta pare să aparţină unei clase complet diferite de lumi, dominate de compuşi grei de sulf.
Pentru a înţelege mai bine planeta, cercetătorii de la Universitatea din Oxford, Universitatea din Groningen, Universitatea din Leeds şi ETH Zurich au folosit simulări sofisticate pe computer pentru a-i urmări evoluţia de la scurt timp după formare până în prezent, acoperind aproape cinci miliarde de ani.
Combinând datele telescopului cu modele detaliate ale interiorului şi atmosferei planetare, oamenii de ştiinţă au reconstituit ceea ce se întâmplă probabil mult sub suprafaţa planetei.
Analiza lor indică faptul că mantaua planetei L 98-59 d este probabil formată din rocă silicată topită, similară lavei de pe Pământ. Sub suprafaţă se află un ocean global de magmă care se întinde pe o adâncime de mii de kilometri. Acest rezervor masiv de rocă topită permite planetei să stocheze cantităţi uriaşe de sulf în interiorul său pe parcursul unor perioade geologice.
Oceanul de magmă ajută, de asemenea, la menţinerea unei atmosfere groase, bogate în hidrogen şi gaze care conţin sulf, cum ar fi hidrogenul sulfurat (H2S). În mod normal, radiaţia stelei gazdă ar îndepărta treptat aceste gaze în spaţiu prin pierderi atmosferice determinate de vântul stelar.
De-a lungul a miliarde de ani, interacţiunile dintre interiorul topit al planetei şi atmosfera sa au modelat semnalele chimice pe care oamenii de ştiinţă le detectează astăzi. Aceste procese ajută la explicarea compoziţiei atmosferice neobişnuite observate pe L 98-59 d.
Cercetătorii propun că această lume ar putea reprezenta primul exemplu identificat al unui grup mai mare de planete bogate în gaze, dominate de sulf, care menţin oceane de magmă de lungă durată. Dacă această idee este corectă, ar sugera că planetele din întreaga galaxie ar putea fi mult mai diverse decât credeau anterior oamenii de ştiinţă.
"Această descoperire sugerează că acele categorii pe care astronomii le folosesc în prezent pentru a descrie planetele mici ar putea fi prea simple. Deşi este puţin probabil ca această planetă topită să susţină viaţă, ea reflectă marea diversitate a lumilor care există dincolo de Sistemul Solar. Ne putem întreba atunci şi ce alte tipuri de planete mai aşteaptă să fie descoperite?", a declarat autorul principal al acestui studiu, Dr. Harrison Nicholls (Departamentul de Fizică, Universitatea Oxford).
Observaţiile realizate cu JWST în 2024 au dezvăluit existenţa dioxidului de sulf şi a altor gaze care conţin sulf în atmosfera superioară a planetei L 98-59 d. Conform modelelor echipei, aceste gaze se pot forma atunci când radiaţia ultravioletă de la steaua gazdă, pitica roşie L 98-59, determină reacţii chimice în atmosferă.
Între timp, oceanul de magmă de sub suprafaţă acţionează ca un sistem imens de stocare a substanţelor chimice volatile. Poate absorbi şi elibera aceste gaze timp de miliarde de ani după formarea planetei. Această interacţiune dintre stocarea interioară profundă şi chimia atmosferică determinată de ultraviolete ajută la explicarea proprietăţilor neobişnuite observate de oamenii de ştiinţă.
Simulările sugerează, de asemenea, că L 98-59 d s-a format cu o cantitate mare de materiale volatile şi ar fi putut semăna cândva cu o planetă mai mare, de tip sub-Neptun. De-a lungul timpului, lumea s-a răcit treptat şi a pierdut o parte din atmosferă, provocând micşorarea acesteia.
Oamenii de ştiinţă sunt de părere că oceanele gloable de magmă reprezintă starea iniţială a tuturor planetelor telurice (inclusiv Pământul şi Marte). Din acest motiv, studierea oceanelor de magmă de pe planetele îndepărtate poate oferi indicii despre cele mai vechi etape ale istoriei planetei noastre.
"Ceea ce este interesant este că putem folosi modele computerizate pentru a descoperi interiorul ascuns al unei planete pe care nu o vom vizita niciodată. Deşi astronomii pot măsura dimensiunea, masa şi compoziţia atmosferică a unei planete doar de la distanţă, această cercetare arată că este posibil să se reconstruiască trecutul îndepărtat al acestor lumi extraterestre - şi să se descopere tipuri de planete fără echivalent în propriul nostru Sistem Solar", a declarat şi profesorul Raymond Pierrehumbert (Departamentul de Fizică, Universitatea din Oxford), coautor al acestui studiu.
Noile observaţii realizate prin JWST oferă deja un flux tot mai mare de date, iar misiunile viitoare, inclusiv Ariel şi PLATO, se aşteaptă să ofere măsurători şi mai detaliate.
Echipa de cercetare intenţionează să aplice aceste observaţii viitoare în simulări computerizate, folosind tehnici de învăţare automată. Scopul lor este de a cartografia gama largă de tipuri planetare care există dincolo de Sistemul nostru Solar şi de a conecta aceste lumi la istoriile lor timpurii. Înţelegerea modului în care se formează şi evoluează planetele ar putea, de asemenea, ajuta oamenii de ştiinţă să determine ce medii ar putea fi capabile să susţină viaţa.
"Modelele noastre computerizate simulează diverse procese planetare, permiţându-ne efectiv să dăm înapoi ceasul şi să înţelegem cum a evoluat această exoplanetă telurică neobişnuită, L 98-59 d. Hidrogenul sulfurat gazos, responsabil pentru mirosul de ouă putrede, pare să joace un rol principal acolo (...) Dar, ca întotdeauna, sunt necesare mai multe observaţii pentru a înţelege această planetă şi altele similare. Investigaţii suplimentare ar putea arăta că astfel de planete sunt surprinzător de comune", a declarat şi Dr. Richard Chatterjee (Universitatea din Leeds/Universitatea Oxford).
Comentează