Άλλοι πλανήτες σαν τη Γη ενδέχεται να είναι κατασκευασμένοι από γραφίτη και διαμάντια

Η αστρονομία είναι η επιστήμη των εξωτικών αντικειμένων, αλλά αυτό που οι περισσότεροι αστρονόμοι θέλουν να βρουν είναι ένας άλλος πλανήτης σαν την οικεία Γη μας, ένα φιλόξενο πρόσωπο μέσα σε ένα εχθρικό σύμπαν. Το διαστημόπλοιο Kepler, το οποίο ξεκίνησε τον Μάρτιο του 2009, είναι το καλύτερο μέσο που φτιάχτηκε ποτέ για την ανακάλυψη μιας άλλης Γης, που να στρέφεται γύρω από ένα άστρο σαν τον Ήλιο, σε αντίθεση με του γιγάντιους πλανήτες που είναι η κύρια σοδειά των εξωπλανητών που έχουν ανιχνευτεί μέχρι στιγμής.

Πλανήτες σαν τη Γη γύρω από άλλα αστέρια μπορεί να μην αποτελούνται από βράχους, αλλά από άνθρακα, με ένα φλοιό από γραφίτη, διαμάντια στο εσωτερικό και ωκεανούς από πίσσα.

Πολλοί προβλέπουν ότι το 2010 θα είναι το έτος της ανακάλυψης μιας άλλης Γης. Αλλά αν οι γίγαντες πλανήτες, οι οποίοι δεν μοιάζουν σε τίποτα με αυτό που περίμεναν να βρουν οι αστρονόμοι, είναι κάποια τέλος πάντων ένδειξη, αυτές οι άλλες Γαίες ενδέχεται να μην είναι και τόσο καθησυχαστικά οικείες.

Έχει αρχίσει να διαφαίνεται στις θεωρίες κατά τα τελευταία χρόνια ότι οι άλλοι πλανήτες με παρόμοια μάζα με τη Γη, μπορεί να είναι μια τεράστια σταγόνα νερού, ή σφαίρες από άζωτο ή ‘σβόλοι’ από σίδηρο. Πείτε ένα αγαπημένο σας στοιχείο ή μια ένωση, και κάποιος άλλος έχει φανταστεί έναν πλανήτη φτιαγμένο από αυτό το υλικό. Το φάσμα των δυνατοτήτων που υπάρχουν εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την αναλογία του άνθρακα με το οξυγόνο. Μετά από το υδρογόνο και το ήλιο, αυτά είναι τα πιο κοινά στοιχεία στο σύμπαν, και σε ένα εμβρυακό πλανητικό σύστημα μπορούν να ενωθούν για να δημιουργήσουν το μονοξείδιο του άνθρακα. Το στοιχείο που είναι σε μια μικρή αναλογία καταλήγει να δεσπόζει στην χημεία του πλανήτη αυτού.

Ας πάρουμε σαν παράδειγμα το ηλιακό μας σύστημα, εκεί κυριαρχεί το οξυγόνο. Παρά το γεγονός ότι έχουμε την τάση να σκεφτόμαστε τον πλανήτη μας, καθώς εδώ ο άνθρακας και οι ενώσεις του παίζουν ένα σπουδαίο ρόλο, γιατί είναι οι βάσεις της ζωής, το στοιχείο αυτό είναι πράγματι ένα συστατικό σε αρκετά μικρή αναλογία . Οι γήινοι ή βραχώδεις πλανήτες αποτελούνται από πυριτικά ορυκτά, που είναι πλούσια σε οξυγόνο. Στο εξωτερικό όμως ηλιακό σύστημα αφθονεί μια άλλη ένωση πλούσια σε οξυγόνο, το νερό.

Καλλιτεχνική άποψη ενός πλανήτη από κάρβουνο

Μια νέα μελέτη δείχνει λεπτομερώς τον τρόπο που ο άνθρακας έχασε τη μάχη με το οξυγόνο στο ηλιακό σύστημα. Η φυσικός Jade Bond του Πανεπιστημίου της Αριζόνα και ειδική στους εξωπλανήτες, ο αστροβιολόγος Dante Lauretta ειδικός στην κοσμοχημεία και ο David O’Brien έχουν κάνει μια προσομοίωση για το πώς τα χημικά στοιχεία κατανεμήθηκαν σε όλο το ηλιακό σύστημα, καθώς δημιουργήθηκε. Διαπιστώνουν έτσι ότι ο άνθρακας παρέμεινε σε αέρια κατάσταση στο εσωτερικό του πρωτοπλανητικού δίσκου και τελικά διασκορπίστηκε έξω στο βαθύ διάστημα. Η εμβρυϊκή Γη σχηματίστηκε τότε χωρίς καθόλου άνθρακα. Ο άνθρακας στο σώμα μας πρέπει να έχει φτάσει στη Γη αργότερα, από αστεροειδείς και κομήτες που έχουν συσταθεί σύμφωνα με συνθήκες, που τους επέτρεπαν να ενσωματώσουν τον άνθρακα.

Αν η ισορροπία του άνθρακα με το οξυγόνο έγερνε από την άλλη πλευρά (προς τον άνθρακα), η Γη θα γινόταν πολύ διαφορετική, όπως υποστήριξε το 2006 ο Marc Kuchner, από το Πανεπιστήμιο του Princeton, και η Sara Seager, του Ινστιτούτου Carnegie. Σε αυτή την περίπτωση θα αποτελείτο όχι από πυριτικά ορυκτά , αλλά από ενώσεις του άνθρακα, όπως το καρβίδιο του πυριτίου και, μάλιστα, από καθαρό άνθρακα. Ο φλοιός θα ήταν κυρίως γραφίτη, και λίγα χιλιόμετρα πιο κάτω οι πιέσεις θα ήταν τόσο υψηλές, ώστε να σχηματίζουν ένα άκαμπτο κέλυφος από διαμάντια και άλλους κρυστάλλους. Αντί για πάγο από νερό, ο πλανήτης μας θα είχε πάγο από μονοξείδιο του άνθρακα ή από μεθάνιο. Και αντί για νερό σε υγρή μορφή, θα μπορούσε να έχει ωκεανούς από πίσσα.

Ο Γαλαξίας μας θα μπορούσε να είναι γεμάτος με τέτοιους κόσμους από άνθρακα. Σύμφωνα με μια παρατηρησιακή έρευνα που επικαλείται, η Jade Bond, το μέσο άστρο που έχει πλανήτες έχει υψηλότερο ποσοστό του άνθρακα από ότι οξυγόνο από ότι ο ήλιος μας, ενώ οι προσομοιώσεις της προβλέπουν ότι τα πιο εμπλουτισμένα συστήματα γεννούν πλανήτες από άνθρακα. “Ορισμένες από αυτές τις συνθέσεις διαφέρουν από την ηλιακή και σαν αποτέλεσμα παράγουν γήινους πλανήτες με πολύ διαφορετικές συνθέσεις," λέει η Bond.

Για να σιγουρευτούμε, άλλες έρευνες έχουν διαπιστώσει ότι ο ήλιος μας είναι δυσδιάκριτος από το μέσο αστέρι στην κατηγορία του. Το διαστημόπλοιο Kepler μπορεί λοιπόν να συμβάλει στη διευθέτηση του ζητήματος αυτού, διότι ακόμα και το περιορισμένο ποσό της πληροφορίας που μπορεί να μαζέψει ηια την μάζα των πλανητών και την ακτίνα τους – είναι αρκετή για να μάθουμε για τη γενική σύνθεσή τους.

Οι Γαίες από άνθρακα ενδέχεται να είναι ιδιαίτερα διαδεδομένες στις πιο παράξενες ρυθμίσεις, όπως είναι το περιβάλλον των λευκών νάνων και των άστρων νετρονίων. Περιοχές του Γαλαξία που είναι πλούσιες σε βαριά στοιχεία, όπως είναι το γαλαξιακό κέντρο, έχουν υψηλότερη αναλογία άνθρακα με οξυγόνο. Όσο περνάει ο καιρός και τα αστέρια συνεχίζουν να παράγουν βαριά στοιχεία, το ισοζύγιο παντού κλίνει υπέρ του άνθρακα.

Αυτές και άλλες αστρονομικές ανακαλύψεις παίρνουν σειρά στους πίνακες με έννοιες για γνωστά και άγνωστα δεδομένα. Η περισσότερη μάζα του Γαλαξία είναι σκοτεινή ύλη, οι περισσότεροι ήλιοι έχουν εξασθενημένο φως και πιο κόκκινο από ότι ο Ήλιο μας. Και τώρα, όπως φαίνεται, άλλες Γαίες ενδέχεται να μην είναι και ιδιαίτερα σαν την Γη. Αν οτιδήποτε αποκλίνει από τον κανόνα και αξίζει να ονομάζεται εξωτικό, αυτό μας είναι άξιο παρατήρησης.

Πηγή: Scientific America

http://www.physics4u.gr/blog/?p=1482