Un team internazionale di ricercatori, con la partecipazione degli astronomi della IAC, ha scoperto che la struttura chimica dei pianeti terrestri può essere molto diversa dalla composizione della Terra. Questo potrebbe avere un effetto rilevante sull'esistenza e sulla creazione delle biosfere e della vita in pianeti simili al nostro.
Lo studio delle abbondanze fotosferiche stellari del pianeta ospite, è la chiave per capire come i protopianeti si sono formati, così come le nuvole protoplanetarie si evolvono dando vita ai proto pianeti o no.
Questi studi, che hanno importanti implicazioni per i modelli di formazione ed evoluzione dei pianeti giganti, ci aiutano a studiare la struttura interna, atmosferica e la composizione dei pianeti extrasolari.
Gli studi teorici suggeriscono che gli elementi come la C/O e il Mg/Si, sono i rapporti elementari più importanti nel determinare la mineralogia dei pianeti terrestri, e
che ci possono dare informazioni sulla loro composizione di questi.
Il rapporto C / O controlla la distribuzione di Si tra le specie di ossido di metallo duro, mentre il Mg / Si fornisce informazioni sulla mineralogia del silicato.
Nel 2010 Bond et al. (2010b) ha effettuato le prime simulazioni numeriche di formazione dei pianeti, in cui è stata redatta la composizione chimica della nuovola proto-planetaria come parametro di input.
I pianeti terrestri si sono formati in tutte le simulazioni, con un'ampia varietà di composizioni chimiche, per cui potrebbero essere molto differenti dalla Terra.
Delgado Mena et al. (2010) hanno condotto il primo studio dettagliato e uniforme di C, O, Mg e abbondanze SI per 61 stelle con i pianeti già individuati e 270 stelle senza pianeti individuati dall'omogenea di alta qualità obiettiva del campione HARPS GTO.
Hanno trovato rapporti mineralogici molto diversi da quelli del Sole, dimostrando che esiste una grande varietà di sistemi planetari che differiscono del Sistema Solare.
Molti sistemi planetari ospitati da stelle presentano una Mg / Si di valore inferiore a 1, quindi i pianeti hanno un elevato contenuto di Si per formare specie come il MgSiO3. Questo tipo di composizione può avere importanti implicazioni per i processi planetari come la tettonica a zolle, la composizione atmosferica e il vulcanesimo.
"Ci potrebbero essere miliardi di pianeti simili alla Terra nell'Universo, ma una grande maggioranza di essi potrebbe avere una struttura interna e atmosferica completamente diversa. I pianeti in ambienti chimicamente non-solari (che sono molto comuni nell'Universo) possono portare alla formazione di strani mondi, molto diversi dalla Terra. La quantità di alcuni elementi radioattivi e refrattari (specialmente il Si) potrebbero avere conseguenze drammatiche per i processi planetari come la tettonica delle placche e l'attività vulcanica", conclude Garik.
Le ultime simulazioni numeriche hanno dimostrato che possono esistere una vasta gamma di pianeti extrasolari terrestri con svariate composizioni. I pianeti simulati appartenenti attorno a stelle con Mg / Si hanno un rapporto inferiore a 1 e si trovano ad essere Mg-impoverito (rispetto alla Terra), costituiti da specie di silicati come il pirosseno e vari tipi di feldspati.
Le abbondanze di carbonio planetario variano anche in conformità con il rapporto di C / O delle stelle ospitanti.
Le abbondanze previste sono in linea con le osservazioni delle nane bianche (che dovrebbero aver maturato i pianeti interni durante la precedente fase di gigante rossa).
"Le variazioni osservate nei rapporti chiave C / O e Mg / Si per le stelle con nuovole protoplanetarie implicano che ospitano una grande varietà di composizioni capaci di dar vita ad una svariata serie di pianeti terrestri, che vanno da quelli simili alla Terra a quelli dominati dalla C, come la grafite e le fasi di carburo (per esempio SiC, TiC)", sottolinea Delgado Mena.
I risultati di Delgado Mena et al. (2010) che sono stati utilizzati in questo studio sono i primi per determinare l'abbondanza di tutti gli elementi necessari, utilizzando spettri di alta qualità e un approccio identico per tutte le stelle e gli elementi, per un ampio campione sia di stelle con ospiti planetari e non.
La chimica e le simulazioni dinamiche sono state combinate assumendo che ciascun embrione mantiene la composizione della sua posizione di formazione e la stessa composizione che contribuisce al pianeta terrestre simulato. I pianeti più interni terrestri (situati all'interno di 0,5 UA dalla stella ospite) contengono una quantità significativa degli elementi refrattari di Al e Ca (47% della massa planetaria). I pianeti che si formano oltre 0,5 UA dalla stella ospite contengono sempre meno Al e Ca all'aumentare della distanza.
Un sistema planetario 55 Cnc, ha un rapporto di C / O superiore a 1 (C / O = 1.12). Questo sistema ha prodotto il carbonio arricchito dei pianeti come la Terra.
Tutti i pianeti terrestri considerati in questo lavoro hanno composizioni dominate da O, Fe, Mg e Si, la maggior parte di questi elementi sono forniti in forma di silicati o metalli (nel caso di ferro). Tuttavia, sono state trovate le differenze importanti tra quelle che formano i pianeti in sistemi con C / O <0,8 (HD17051, HD19994) e quelli con C / O> 0,8 (55Cnc).
"Stiamo lavorando duramente per ridurre gli errori di misura e rendere pubblici i risultati di modelli teorici e simulazioni numeriche più affidabili", commenta González Hernández, "C'è molto lavoro da fare".
Traduzione A Cura Di Arthur McPaul
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/02/120223132902.htm
Lo studio delle abbondanze fotosferiche stellari del pianeta ospite, è la chiave per capire come i protopianeti si sono formati, così come le nuvole protoplanetarie si evolvono dando vita ai proto pianeti o no.
Questi studi, che hanno importanti implicazioni per i modelli di formazione ed evoluzione dei pianeti giganti, ci aiutano a studiare la struttura interna, atmosferica e la composizione dei pianeti extrasolari.
Gli studi teorici suggeriscono che gli elementi come la C/O e il Mg/Si, sono i rapporti elementari più importanti nel determinare la mineralogia dei pianeti terrestri, e
che ci possono dare informazioni sulla loro composizione di questi.
Il rapporto C / O controlla la distribuzione di Si tra le specie di ossido di metallo duro, mentre il Mg / Si fornisce informazioni sulla mineralogia del silicato.
Nel 2010 Bond et al. (2010b) ha effettuato le prime simulazioni numeriche di formazione dei pianeti, in cui è stata redatta la composizione chimica della nuovola proto-planetaria come parametro di input.
I pianeti terrestri si sono formati in tutte le simulazioni, con un'ampia varietà di composizioni chimiche, per cui potrebbero essere molto differenti dalla Terra.
Delgado Mena et al. (2010) hanno condotto il primo studio dettagliato e uniforme di C, O, Mg e abbondanze SI per 61 stelle con i pianeti già individuati e 270 stelle senza pianeti individuati dall'omogenea di alta qualità obiettiva del campione HARPS GTO.
Hanno trovato rapporti mineralogici molto diversi da quelli del Sole, dimostrando che esiste una grande varietà di sistemi planetari che differiscono del Sistema Solare.
Molti sistemi planetari ospitati da stelle presentano una Mg / Si di valore inferiore a 1, quindi i pianeti hanno un elevato contenuto di Si per formare specie come il MgSiO3. Questo tipo di composizione può avere importanti implicazioni per i processi planetari come la tettonica a zolle, la composizione atmosferica e il vulcanesimo.
"Ci potrebbero essere miliardi di pianeti simili alla Terra nell'Universo, ma una grande maggioranza di essi potrebbe avere una struttura interna e atmosferica completamente diversa. I pianeti in ambienti chimicamente non-solari (che sono molto comuni nell'Universo) possono portare alla formazione di strani mondi, molto diversi dalla Terra. La quantità di alcuni elementi radioattivi e refrattari (specialmente il Si) potrebbero avere conseguenze drammatiche per i processi planetari come la tettonica delle placche e l'attività vulcanica", conclude Garik.
Le ultime simulazioni numeriche hanno dimostrato che possono esistere una vasta gamma di pianeti extrasolari terrestri con svariate composizioni. I pianeti simulati appartenenti attorno a stelle con Mg / Si hanno un rapporto inferiore a 1 e si trovano ad essere Mg-impoverito (rispetto alla Terra), costituiti da specie di silicati come il pirosseno e vari tipi di feldspati.
Le abbondanze di carbonio planetario variano anche in conformità con il rapporto di C / O delle stelle ospitanti.
Le abbondanze previste sono in linea con le osservazioni delle nane bianche (che dovrebbero aver maturato i pianeti interni durante la precedente fase di gigante rossa).
"Le variazioni osservate nei rapporti chiave C / O e Mg / Si per le stelle con nuovole protoplanetarie implicano che ospitano una grande varietà di composizioni capaci di dar vita ad una svariata serie di pianeti terrestri, che vanno da quelli simili alla Terra a quelli dominati dalla C, come la grafite e le fasi di carburo (per esempio SiC, TiC)", sottolinea Delgado Mena.
I risultati di Delgado Mena et al. (2010) che sono stati utilizzati in questo studio sono i primi per determinare l'abbondanza di tutti gli elementi necessari, utilizzando spettri di alta qualità e un approccio identico per tutte le stelle e gli elementi, per un ampio campione sia di stelle con ospiti planetari e non.
La chimica e le simulazioni dinamiche sono state combinate assumendo che ciascun embrione mantiene la composizione della sua posizione di formazione e la stessa composizione che contribuisce al pianeta terrestre simulato. I pianeti più interni terrestri (situati all'interno di 0,5 UA dalla stella ospite) contengono una quantità significativa degli elementi refrattari di Al e Ca (47% della massa planetaria). I pianeti che si formano oltre 0,5 UA dalla stella ospite contengono sempre meno Al e Ca all'aumentare della distanza.
Un sistema planetario 55 Cnc, ha un rapporto di C / O superiore a 1 (C / O = 1.12). Questo sistema ha prodotto il carbonio arricchito dei pianeti come la Terra.
Tutti i pianeti terrestri considerati in questo lavoro hanno composizioni dominate da O, Fe, Mg e Si, la maggior parte di questi elementi sono forniti in forma di silicati o metalli (nel caso di ferro). Tuttavia, sono state trovate le differenze importanti tra quelle che formano i pianeti in sistemi con C / O <0,8 (HD17051, HD19994) e quelli con C / O> 0,8 (55Cnc).
"Stiamo lavorando duramente per ridurre gli errori di misura e rendere pubblici i risultati di modelli teorici e simulazioni numeriche più affidabili", commenta González Hernández, "C'è molto lavoro da fare".
Traduzione A Cura Di Arthur McPaul
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/02/120223132902.htm
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