Астрономія
Астрономія

Вода наситила надра карбідних екзопланет алмазами

Група дослідників вивчила поведінку карбіду кремнію у присутності води в умовах високого тиску і температури, що відповідають внутрішнім частинам планет. При взаємодії з водою карбід кремнію перетворюється на діоксид кремнію та алмаз. Отже, якщо вода буде присутня в карбідних екзопланетах під час їхнього утворення або з’явиться пізніше, вони можуть окислюватися, а у складі їхніх надр переважатимуть силікати та алмази. Відповідна стаття доступна у журналі Planetary Science Journal.

Що відомо про вуглецеві екзопланети?

Багаті вуглецем планети можуть існувати в позасонячних системах, що містять або зірки з високим співвідношенням вуглецю до кисню, або протопланетні диски біля схожих на Сонце зірок з локально підвищеними співвідношеннями вуглецю до кисню. Оскільки в Сонячній системі немає планет, в яких переважає вуглець, вченим відомо відносно мало про тип структури та динаміки, що складають поверхню та внутрішню частину таких планет.

Яке моделювання провели вчені?

Дослідники використовували діамантові ковадла, щоб імітувати високий тиск і температуру — умови, в яких можуть формуватися екзопланети. Вчені занурили карбід кремнію у воду, а потім помістили зразок у прилад та піддали дуже високому тиску. Після цього вони нагрівали матеріал лазером та вивчали результат за допомогою рентгенівського випромінювання. Карбід кремнію вступив у реакцію з водою і утворив алмази та діоксид кремнію. Далі дослідники змоделювали, як це буде працювати у планетарному масштабі.

Що вдалося з’ясувати?

Моделювання показало, що багата на вуглець планета без води матиме ядро, виготовлене із залізо-вуглецевого сплаву. Воно буде огорнуте карбідом кремнію. Поверхня такої екзопланети буде вкрита тонким шаром графіту. Після того, як на поверхні з’явиться вода, наприклад, через падіння метеоритів, склад екзопланети зміниться. У верхній мантії над карбідом кремнію утвориться товстий шар з алмазів та діоксиду кремнію, тоді як кора складалася б ​​з силікату.

Дослідники вважають, що такі планети будуть непридатними для життя. На відміну від рідкої мантії Землі, алмазний шар буде занадто важким, щоб бути геологічно активним.