*** Bild *** Astronomen suchen nach erdähnlichen Planeten in anderen Sonnensystemen? Exoplaneten? Jetzt haben wir einen neuen Feldführer dank Erd- und Planetenwissenschaftlern an der Washington University in St. Louis.
Bruce Fegley, Ph.D., Professor für Erd- und Planetenwissenschaften an der Washington University in Arts & Sciences, und Laura Schaefer, Laborassistentin, haben thermochemische Gleichgewichtsberechnungen verwendet, um die Chemie von Silikatdämpfen und dampfreichen Atmosphären zu modellieren, die sich erdähnlich bilden Planeten werden akkretiert. Während des Akkretionsprozesses bildet sich bei Oberflächentemperaturen von mehreren tausend Grad Kelvin (K) ein Magma-Ozean und verdampft.
"Was Sie haben, sind Elemente, die typischerweise in Gesteinen in einer Dampfatmosphäre gefunden werden", sagte Schäfer. „Bei Temperaturen über 3.080 K ist Siliziummonoxidgas die Hauptart in der Atmosphäre. Bei Temperaturen unter 3.080 K ist Natriumgas die Hauptart. Dies sind die Indikatoren für die Bildung eines erdähnlichen Planeten. “
Bei solchen glühenden Temperaturen in den letzten Stadien der Bildung der Exoplaneten sollte das Signal eindeutig sein, sagte Fegley.
"Es sollte leicht nachweisbar sein, da dieses Siliziummonoxidgas leicht zu beobachten ist", sagte Fegley mit verschiedenen Arten von Teleskopen bei Infrarot- und Radiowellenlängen.
Schaefer präsentierte die Ergebnisse auf der Jahrestagung der Abteilung für Planetenwissenschaften der American Astronomical Society vom 4. bis 9. September in Cambridge, England. Das NASA Astrobiology Institute und das Origins Program unterstützten die Arbeit.
Einen Maser bilden
Steve Charnley, ein Kollege bei NASA AMES, schlug vor, dass ein Teil des von SiO-Gas während des Akkretionsprozesses emittierten Lichts einen Maser bilden könnte. Mikrowellenverstärkung durch Stimulationsemission von Strahlung. Während ein Laser aus Photonen im ultravioletten oder sichtbaren Lichtspektrum besteht, sind Masern Energiepakete im Mikrowellenbild.
Schaefer erklärt: „Was Sie im Grunde haben, ist ein Klumpen Siliziummonoxidgas, und ein Teil davon wird in einen Zustand über dem Boden angeregt. Es kommt etwas Strahlung herein, die gegen diese Siliziummonoxidmoleküle stößt und in einen niedrigeren Zustand abfällt.
„Auf diese Weise emittiert es auch ein anderes Photon, sodass Sie im Wesentlichen ein sich ausbreitendes Licht haben. Am Ende kommt diese wirklich sehr hochintensive Beleuchtung aus diesem Gas. “
Laut Schäfer sollte das Licht neu gebildeter Exoplaneten sichtbar sein.
"Es gibt natürliche Laser im Sonnensystem", sagte sie. "Wir sehen sie in den Atmosphären von Mars und Venus und auch in einigen Kometenatmosphären."
In den letzten Monaten haben Astronomen von erdähnlichen Planeten mit der sechs- bis siebenfachen Masse unserer Erde berichtet. Obwohl sie einem terrestrischen Planeten wie der Erde ähneln, gibt es noch keine narrensichere Erkennungsmethode. Die Spektren von Siliziummonoxid und Natriumgas wären der Hinweis auf einen Magma-Ozean auf dem astronomischen Objekt und somit ein Hinweis darauf, dass sich ein Planet bildet, sagte Fegley.
Die Berechnungen, die Fegley und Schaefer verwendeten, gelten auch für unsere eigene Erde. Die Forscher fanden heraus, dass in späteren, kühleren Akkretionsstadien (unter 1.500 K) die Hauptgase in der dampfreichen Atmosphäre Wasser, Wasserstoff, Kohlendioxid, Kohlenstoff und Stickstoff sind, wobei der Kohlenstoff beim Abkühlen der Dampfatmosphäre in Methan umgewandelt wird.
Originalquelle: WUSTL-Pressemitteilung
