Każde dziecko w szkole uczy się o podstawowej budowie wewnętrznej Ziemi: cienka skorupa, gruby płaszcz i jądro o wielkości Marsa. Ale czy taka budowa jest uniwersalna? Czy wszystkie skaliste egzoplanety także będą miały tą samą budowę? Nowe badania wskazują, że tak – wnętrza planet skalistych będą bardzo podobne do wnętrza Ziemi.
„Chcieliśmy sprawdzić z czego będą składać się takie planety skaliste. Okazuje się, że są one bardzo podobne do Ziemi,” mówi główny autor Li Zeng z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).
Aby uzyskać taki wyniki Zeng wraz ze współpracownikami skorzystał z modelu komputerowego PREM (Preliminary Reference Earth Model), który stanowi standardowy model wnętrza Ziemi. Po uwzględnieniu w nim różnych mas i składów chemicznych zastosowano go do sześciu znanych egzoplanet skalistystych o dobrze zmierzonych masach i rozmiarach.
Okazało się, że owe planety pomimo różnic między nimi a Ziemią, powinny charakteryzować się niklowo-żelaznym jądrem odpowiadającym za około 30 procent masy planety. Dla porównania – około 1/3 masy Ziemi znajduje się w jego jądrze. Pozostała część planety powinno stanowić płaszcz i skorupę – tak jak na Ziemi.
„Dopiero co udało nam się zrozumieć budowę Ziemi w ciągu ostatnich 100 lat. Teraz możemy obliczać budowę planet krążących wokół innych gwiazd mimo, że nie możemy ich odwiedzić,” dodaje Zeng.
Nowe oprogramowanie może być stosowane także do mniejszych, bardziej lodowych globów takich jak księżyce czy planety karłowate w dalszych ostępach Układu Słonecznego. Przykładowo wstawiając do kodu masę i rozmiary Plutona, zespół uzyskał wyniki, które wskazują, że Pluton w jednej trzeciej składa się z lodu (głównie z lodu wodnego lecz także amoniaku i metanu).
Model zakłada, że odległe egzoplanety mają skład chemiczny podobny do ziemskiego. To właściwe podejście zważając na stosunkowe obfitości kluczowych pierwiastków chemicznych takich jak żelazo, magnez, krzem i tlen w pobliskich układach planetarnych. Niemniej jednak planety powstające w mniej lub bardziej obfitych w metale regionach galaktyki mogą charakteryzować się inną budową wnętrza. Zespół Zanga ma nadzieję zająć się także tymi planetami w przyszłości.
Artykuł przedstawiający szczegóły pracy zespołu autorstwa Li Zenga, Dimitara Sasselova i Steina Jacobsena (Harvard) został zaakceptowany do publikacji w periodyku Astrophysical Journal i jest dostępny online.
Więcej informacji:
- artykuł naukowy: http://arxiv.org/abs/1512.08827
Źródło: ApJ/CfA