super ziemia

Article

September 26, 2022

W astronomii superziemię definiuje się jako egzoplanetę typu skalistego, która ma masę od 1,9–5 do 10 mas Ziemi (M⊕); ta klasa planet jest więc skrzyżowaniem gazowych olbrzymów o masie podobnej do Urana i Neptuna oraz planet skalistych o rozmiarach zbliżonych do Ziemi. Nasz Układ Słoneczny nie zawiera planet, które można zaliczyć do tej kategorii, ponieważ największą planetą skalistą jest Ziemia, a planeta o natychmiastowej większej masie, Uran, jest gazowym olbrzymem o masie około 14 razy większej od masy Ziemi. Termin „superziemia” odnosi się wyłącznie do masy planety i nie uwzględnia innych właściwości, takich jak warunki powierzchniowe czy możliwość zamieszkania. Aby uniknąć potencjalnych niejasności, ukuto również inne terminy,mniej rozpowszechnione, aby podkreślić pewne prawdopodobne cechy zidentyfikowanych niektórych superziem: gaz nano, dla najbardziej masywnych planet tej kategorii i prawdopodobnie składający się z dużych ilości gazu; super Wenus lub super Pluton, aby podkreślić bardzo wysokie lub odwrotnie bardzo niskie temperatury powierzchniowe, które charakteryzowałyby daną planetę. Pierwsze planety należące do tej kategorii odkryto w 1992 roku wokół pulsara; jednak dopiero od 2005 roku superziemie zaczęły być identyfikowane wokół gwiazd ciągu głównego, wraz z odkryciem Gliese 876 d.super Wenus lub super Pluton, aby podkreślić bardzo wysokie lub odwrotnie bardzo niskie temperatury powierzchniowe, które charakteryzowałyby daną planetę. Pierwsze planety należące do tej kategorii odkryto w 1992 roku wokół pulsara; jednak dopiero od 2005 roku superziemie zaczęły być identyfikowane wokół gwiazd ciągu głównego, wraz z odkryciem Gliese 876 d.super Wenus lub super Pluton, aby podkreślić bardzo wysokie lub odwrotnie bardzo niskie temperatury powierzchniowe, które charakteryzowałyby daną planetę. Pierwsze planety należące do tej kategorii odkryto w 1992 roku wokół pulsara; jednak dopiero od 2005 roku superziemie zaczęły być identyfikowane wokół gwiazd ciągu głównego, wraz z odkryciem Gliese 876 d.

Definicja

Ogólnie rzecz biorąc, definicja super-Ziemi opiera się wyłącznie na masie i nie obejmuje innych cech, takich jak temperatura, skład, parametry orbitalne lub środowiskowe, podobne do tych na Ziemi. Podczas gdy źródła ogólnie zgadzają się, że jako górną granicę, aby super Ziemia nadal była uważana za taką, wynosi 10 mas Ziemi (~ 69% masy Urana), dolna granica waha się między 1–1,9 a 5 M⊕. Według innych autorów termin ten powinien ograniczać się do planet bez znaczącej otoczki atmosferycznej. Planety przekraczające 10 mln wchodzą w szeregi gazowych gigantów. W 2019 roku tłumaczy się brak tzw. planet pośrednich (przerwa Fultona, od nazwiska astronoma, który wykrył to zjawisko), czyli o promieniu od 1,5 do 2 razy większym od Ziemi,poza niewystarczającą bazą statystyczną, możliwość dalszych scenariuszy w ewolucji formacji egzoplanetarnej.

Historia

Pierwsze odkrycia (1992-2005)

Odkrycie pierwszych superziem zbiega się z odkryciem pierwszych egzoplanet: w 1992 roku Aleksander Wolszczan i Dale Frail odkryli trzy planety wokół pulsara milisekundowego PSR B1257 + 12 o masie od 0,025 do 4,3 masy Ziemi: wartości zbyt niskie uważać je za gazowych gigantów. Ponieważ do tej pory istnienie egzoplanet było tylko przedmiotem dyskusji i spekulacji, odkrycie to wzbudziło duże zainteresowanie w środowisku naukowym, ponieważ były to pierwsze potwierdzone egzoplanety, a ponadto krążyły wokół pulsara, co jest zaskakującym faktem jak na tamte czasy. założył, że tylko gwiazdy ciągu głównego mogą mieć planety.Jednak trzeba będzie poczekać do 2005 roku, zanim zostanie zidentyfikowana pierwsza superziemia wokół gwiazdy ciągu głównego: była to Gliese 876 d, odkryta przez grupę kierowaną przez badacza Eugenio Riverę na orbicie wokół czerwonego karła Gliese 876 (wcześniej były to w układzie odkryto dwa gazowe olbrzymy podobne rozmiarami do Jowisza). Szacuje się, że ma masę od 5,8 do 7,5 mas Ziemi, a okres orbitalny wynosi tylko dwa dni; bliskość gwiazdy macierzystej planety oznacza, że ​​jej temperatura na powierzchni jest dość wysoka, między 430 a 650 K.Szacuje się, że ma masę od 5,8 do 7,5 mas Ziemi, a okres orbitalny wynosi tylko dwa dni; bliskość gwiazdy macierzystej planety oznacza, że ​​jej temperatura na powierzchni jest dość wysoka, między 430 a 650 K.Szacuje się, że ma masę od 5,8 do 7,5 mas Ziemi, a okres orbitalny wynosi tylko dwa dni; bliskość gwiazdy macierzystej planety oznacza, że ​​jej temperatura na powierzchni jest dość wysoka, między 430 a 650 K.

Druga połowa 2000 roku (2006-2010)

W 2006 roku odkryto dwie inne superziemie: OGLE-2005-BLG-390L b o masie 5,5 razy większej od Ziemi, odkrytej dzięki efektowi soczewkowania grawitacyjnego, oraz HD 69830 b o masie 10 razy ziemski. W kwietniu 2007 roku szwajcarska grupa, kierowana przez Stéphane'a Udry'ego, ogłosiła odkrycie dwóch super-Ziem wokół czerwonego karła Gliese 581 o nazwie Gliese 581 ced i uważa się, że obie znajdują się na skraju strefy mieszkalnej układu. W momencie odkrycia wierzono, że Gliese 581 c, która ma masę równą 5 razy większą od masy Ziemi i znajduje się średnio 0,073 ja (11 mln km) od gwiazdy macierzystej, znajdowała się w najbardziej wewnętrznej i najcieplejszej krawędzi strefy mieszkalnej. Dlatego początkowo uważano, że temperatura planety wahała się od minimum -3 ° C (270 K), z 'albedo porównywalne z Wenus i maksymalnie 40 ° C (313 K), z albedo porównywalnym z ziemskim. Jednak późniejsze badania wykazały, że Gliese 581 c byłaby zlokalizowana znacznie bardziej wewnętrznie niż strefa nadająca się do zamieszkania, a także cierpiałaby z powodu ważnego efektu cieplarnianego, podobnego do tego, który dotyka Wenus. Gliese 581 d, o masie 7,7 razy większej od Ziemi, krąży wewnątrz strefy nadającej się do zamieszkania, na jej zewnętrznej granicy. W czerwcu 2008 roku odkryto jedną z najmniejszych super-Ziemi, MOA-2007-BLG -192Lb; Zidentyfikowana dzięki efektowi soczewki grawitacyjnej, planeta ma masę około 3,3 M⊕ i krąży wokół brązowego karła.W tym samym miesiącu ogłoszono odkrycie trzech super-Ziemi krążących wokół nieco mniejszej gwiazdy.HD 40307. Pierwsza planeta ma masę równą 4,2 mas Ziemi, druga 6,7, a trzecia 9,4. Trzy planety zostały zidentyfikowane dzięki metodzie prędkości radialnej obliczonej za pomocą spektrografu HARPS znajdującego się w Chile, w obserwatorium La Silla. Ten sam zespół ogłosił odkrycie kolejnej planety o masie 7,5 masy Ziemi wokół gwiazdy HD 181433, wokół której krąży znana już planeta podobna do Jowisza, krążąca w okresie trzech lat. W lutym 2009 r. ogłoszono odkrycie CoRoT-7 b o szacowanej masie 4,8 M⊕ i okresie orbitalnym wynoszącym zaledwie 0,853 dnia; szacowana gęstość wydaje się wskazywać na skład bardzo podobny do planet wewnętrznego Układu Słonecznego, a więc z przewagą krzemianów. CoRoT-7 b, odkryty tuż po HD 7924 b,jest pierwszą superziemią zidentyfikowaną wokół gwiazdy ciągu głównego innej niż czerwony karzeł 21 kwietnia 2009 r. ogłoszono odkrycie kolejnej superziemi wokół Gliese 581: Gliese 581 e. Przy masie około 1,9 M⊕ jest najmniejszą egzoplanetą zidentyfikowaną do tej pory wokół gwiazdy ciągu głównego; okrąża swoją gwiazdę w 3,15 dnia w średniej odległości 0,03 ja. Uważa się, że planeta doświadcza pływowego ocieplenia co najmniej 100 razy większego niż satelita Io, któremu podlega Jowisz.W grudniu 2009 r. ogłoszono odkrycie Gliese 1214 b, 2,7 razy masywniejszej niż Ziemia, której gęstość jest zgodna z hipotezą dla oceanu Spośród 32 superziemi odkrytych w 2009 roku, 24 odkryto za pomocą instrumentu HARPS zamontowanego na teleskopach Kecka.W styczniu 2010 zidentyfikowano planetę HD 156668 b; jego minimalna masa wynosząca 4,15 mas Ziemi czyni ją drugą najmniej masywną planetą odkrytą metodą prędkości radialnych, po Gliese 581 e. 24 sierpnia ogłoszono odkrycie układu planetarnego składającego się z co najmniej siedmiu planet, nie wszystkie potwierdzone, na orbicie wokół żółtego karła HD 10180; jedna z niepotwierdzonych planet, HD 10180 b, miałaby masę 1,35 ± 0,23 M⊕, co czyniłoby ją, jeśli zostanie potwierdzona, najmniej masywną egzoplanetą odkrytą wokół gwiazdy ciągu głównego; jednak istnieje 98,6% prawdopodobieństwa, że ​​planeta rzeczywiście istnieje. 29 września ogłoszono odkrycie, poprzez pomiar prędkości radialnej, czwartej super-Ziemi wokół Gliese 581;zwana Gliese 581 idzie polubownie, Zarmina, planeta ma masę 3,1 razy większą od Ziemi i krąży po prawie kołowej trajektorii w średniej odległości od gwiazdy wynoszącej 0,146 au, co umieszcza ją w strefie nadającej się do zamieszkania. Odkrycie planety, wraz ze współczesną Gliese 581f, zostało zakwestionowane przez późniejszą analizę danych, z której nie uzyskano dokładnego potwierdzenia faktycznej obecności tych dwóch ostatnich planet; Encyklopedia Planet ExtraSolar klasyfikuje je, według stanu na grudzień 2011 r., jako niepotwierdzone.wraz ze współczesną Gliese 581 f została zakwestionowana przez późniejszą analizę danych, z której nie uzyskano dokładnego potwierdzenia faktycznej obecności tych dwóch ostatnich planet; Encyklopedia Planet ExtraSolar klasyfikuje je, według stanu na grudzień 2011 r., jako niepotwierdzone.wraz ze współczesną Gliese 581 f została zakwestionowana przez późniejszą analizę danych, z której nie uzyskano dokładnego potwierdzenia faktycznej obecności tych dwóch ostatnich planet; Encyklopedia Planet ExtraSolar klasyfikuje je, według stanu na grudzień 2011 r., jako niepotwierdzone.

Dwa tysiące dziesięć lat (2011-2020)

2 lutego 2011 r. Kosmiczny Teleskop Keplera przesłał listę 1235 prawdopodobnych egzoplanet, która obejmuje 68 możliwych planet o podobnych rozmiarach do Ziemi (R <1,25 R⊕) i kolejne 288 możliwych super-Ziemi (1,25 R⊕ < R <2 R⊕). Ponadto w strefie nadającej się do zamieszkania ich układu zidentyfikowano 54 prawdopodobne planety; sześć z nich jest mniejszych niż dwukrotność ziemskich: KOI 326.01 (R 0,85 R⊕), KOI 701.03 (R 1,73 R⊕), KOI 268.01 (R 1,75 R⊕), KOI 1026.01 (R 1 , 77 R'), KOI 854,01 (R 1,91 R'), KOI 70,03 (R 1,96 R'). Na uwagę zasługuje również układ składający się z sześciu planet o nazwach od „b” do „g”, krążących wokół Keplera-11, żółtego karła bardzo podobnego do Słońca. Wszystkie sześć planet, których masy zawierają się w przedziale od 2,3 do 13,5 M⊕,przechodzą one po powierzchni gwiazdy z powodu ich nachylenia względem naszej linii widzenia o mniej niż jeden stopień. Ta właściwość umożliwiła bezpośredni pomiar średnic i okresów orbitalnych poprzez proste monitorowanie zaćmień gwiazdy przez planety. Układ jest najbardziej zwarty ze znanych: orbity planet od „b” do „f” w rzeczywistości leżą w odległości mniejszej niż odległość dzieląca Merkurego od Słońca, podczas gdy orbita „g” jest o 20% szersza niż na orbitę Merkurego. Opierając się na tych ostatnich odkryciach, astronomowie spekulują, że w promieniu tysiąca lat świetlnych od Ziemi może znajdować się co najmniej 30 000 prawdopodobnych planet nadających się do zamieszkania, co najmniej 50 miliardów planet podobnych do skał w samej Drodze Mlecznej.500 milionów, z których prawdopodobnie krąży w strefie nadającej się do zamieszkania w ich systemie. Odkrycie czterech innych superziem (Gliese 370 b i trzy krążące wokół systemu HD 20794) za pomocą spektrografu HARPS ESO ogłoszono 17 sierpnia 2011 r.; wśród nich Gliese 370 b leżałaby na wewnętrznej granicy strefy nadającej się do zamieszkania i potencjalnie nadawałaby się do zamieszkania, gdyby posiadała zachmurzenie zdolne do pokrycia ponad 50% powierzchni planety. Kolejnych 10 super-Ziemi, z 41 nowo odkrytych egzoplanet, zostało potwierdzonych 12 września, to planeta Kepler-22b o promieniu 2,4 razy więcej niż Ziemia, która krąży w odległości około 0,89 ja od swojej gwiazdy (żółty karzeł nieco mniejszy od Słońca).We wrześniu 2012 r. ogłoszono odkrycie dwóch planet na orbicie wokół Gliese 163, z czego jedna , Gliese 163 c, o masie równej 6,9 masy Ziemi i prawdopodobnie krąży w strefie zamieszkałej układu. W październiku tego samego roku ogłoszono prawdopodobne odkrycie superziemi również wokół α Centauri B, części układu gwiazd znajdującego się najbliżej Słońca, podczas gdy w grudniu ogłoszono pięć superziemi na orbicie wokół pobliskiego τ Ceti. , z których jeden znajdowałby się w strefie nadającej się do zamieszkania.W styczniu 2013 r. ogłoszono odkrycie, po analizie danych dostarczonych przez teleskop kosmiczny Kepler,możliwej planety o nazwie KOI-172.02, bardzo podobnej do Ziemi (R 1,5 r⊕), która krąży w ekosferze układu żółtego karła podobnego do Słońca; ta planeta jest uważana za potencjalnego kandydata do przyjmowania pozaziemskich form życia. W kwietniu tego samego roku ogłoszono odkrycie pięciu planet krążących w ekosferze gwiazdy Kepler-62, 1200 lat świetlnych od Układu Słonecznego. Trzy inne superziemie zostały zidentyfikowane wokół czerwonego karła Gliese 667 C i są częścią większego układu zawierającego cztery inne planety.W kwietniu tego samego roku ogłoszono odkrycie pięciu planet krążących w ekosferze gwiazdy Kepler-62, 1200 lat świetlnych od Układu Słonecznego. Trzy inne superziemie zostały zidentyfikowane wokół czerwonego karła Gliese 667 C i są częścią większego układu zawierającego cztery inne planety.W kwietniu tego samego roku ogłoszono odkrycie pięciu planet krążących w ekosferze gwiazdy Kepler-62, 1200 lat świetlnych od Układu Słonecznego. Trzy inne superziemie zostały zidentyfikowane wokół czerwonego karła Gliese 667 C i są częścią większego układu zawierającego cztery inne planety.

Cechy

Promień, skład i grawitacja

Ze względu na ich masę większą niż Ziemia, fizyczne właściwości super-Ziemi znacznie różnią się od tych na naszej planecie. Główną cechą superziem jest wysoka wartość grawitacji powierzchniowej, na ogół większa niż w przypadku Neptuna i Saturna (a w niektórych przypadkach nawet Jowisza), która ściśle zależy od wartości ich masy i wielkości. planety. Grupa astronomów opracowała modele fizyczno-matematyczne, aby wywnioskować wymiary czternastu różnych typów planet, które, jak się uważa, istnieją w naszej Galaktyce; wśród nich planety złożone z czystych substancji, takich jak woda i/lub lód (planety oceaniczne), węgiel, żelazo, krzemiany, tlenek węgla, węglik krzemu oraz mieszaniny tych substancji.Zespół obliczył, w jaki sposób grawitacja ściska te planety, pozwalając im przewidzieć dokładną wartość średnicy w zależności od rozważanego składu i masy. Na przykład planeta o masie ziemskiej złożona z wody i/lub lodu miałaby średnicę około 15700 km, podczas gdy planeta żelazna o tej samej masie miałaby średnicę zaledwie 4800 km; dla porównania Ziemia, składająca się głównie z krzemianów z rdzeniem żelaznym, ma średnicę równikową 12756 km. Można zatem wywnioskować, że planety z przewagą wody i lodu mają najmniejszą gęstość, podczas gdy planety żelazne to te o największej gęstości; należy jednak pamiętać, że masywna planeta o takim samym składzie jest gęstsza niż planeta mniej masywna.Badania przeprowadzone na planecie Gliese 876 d wykazały, że teoretycznie możliwe będzie wydedukowanie składu super-Ziemii poprzez obliczenie gęstości, zaczynając od promienia, mierzalnego podczas tranzytu na powierzchni gwiazdy, oraz od masy. planety, możliwe do wywnioskowania na podstawie pomiarów astrometrycznych. W konkretnym przypadku, ponieważ Gliese 876 d nie jest planetą tranzytową, a jedyną znaną wartością jest jej masa (5,88 ± 0,99 M⊕), jej obliczony promień teoretyczny wynosi od 9200 km (1,4 r⊕), zakładając, że jest to krzemian planeta z dużym jądrem żelaznym i 12500 km (2,0 r⊕), zakładając, że jest to planeta oceaniczna. Oszacowana grawitacja powierzchniowa dla planety, której promień mieści się w tym zakresie, wynosi od 1,9 do 3,3 g (19 do 32 m/s²).oraz z masy planety, którą można wywnioskować za pomocą pomiarów astrometrycznych. W konkretnym przypadku, ponieważ Gliese 876 d nie jest planetą tranzytową, a jedyną znaną wartością jest jej masa (5,88 ± 0,99 M⊕), jej obliczony promień teoretyczny wynosi od 9200 km (1,4 r⊕), zakładając, że jest to krzemian planeta z dużym jądrem żelaznym i 12500 km (2,0 r⊕), zakładając, że jest to planeta oceaniczna. Oszacowana grawitacja powierzchniowa dla planety, której promień mieści się w tym zakresie, wynosi od 1,9 do 3,3 g (19 do 32 m/s²).oraz z masy planety, którą można wywnioskować za pomocą pomiarów astrometrycznych. W konkretnym przypadku, ponieważ Gliese 876 d nie jest planetą tranzytową, a jedyną znaną wartością jest jej masa (5,88 ± 0,99 M⊕), jej obliczony promień teoretyczny wynosi od 9200 km (1,4 r⊕), zakładając, że jest to krzemian planeta z dużym jądrem żelaznym i 12500 km (2,0 r⊕), zakładając, że jest to planeta oceaniczna. Oszacowana grawitacja powierzchniowa dla planety, której promień mieści się w tym zakresie, wynosi od 1,9 do 3,3 g (19 do 32 m/s²).zakładając, że jest to planeta krzemianowa z dużym jądrem żelaznym i 12500 km (2,0 r⊕), zakładając, że jest to planeta oceaniczna. Oszacowana grawitacja powierzchniowa dla planety, której promień mieści się w tym zakresie, wynosi od 1,9 do 3,3 g (19 do 32 m/s²).zakładając, że jest to planeta krzemianowa z dużym jądrem żelaznym i 12500 km (2,0 r⊕), zakładając, że jest to planeta oceaniczna. Oszacowana grawitacja powierzchniowa dla planety, której promień mieści się w tym zakresie, wynosi od 1,9 do 3,3 g (19 do 32 m/s²).

Formacja i struktura

Struktura superziemi odzwierciedla drogi, które doprowadziły do ​​jej powstania. W zależności od regionu układu planetarnego, w którym powstała planeta, można wyróżnić dwa główne typy superziem: superziemie bogate w wodę i lód, które uformowały się poza linią mrozu układu i które będą dają początek planetom oceanicznym i ubogim w wodę super-Ziemiom, z grubsza podobnym do planet wewnętrznego Układu Słonecznego i uformowanym wewnątrz linii mrozu. Powstawanie ubogiej w wodę superziemi w zasadzie śledzi powstawanie planet skalistych Układu Słonecznego. Zderzenie i agregacja planetozymali, fragmentów skał bogatych w żelazo i krzemiany obecnych w dysku okołogwiazdowym pozostałych po narodzinach gwiazdy macierzystej,determinuje powstanie pewnej liczby protoplanet, które na skutek ogromnego tarcia wywołanego wielokrotnymi zderzeniami wyglądają jak bardzo gorące kule stopionej skały, które promieniują ciepło do otaczającej przestrzeni. Ochłodzenie najbardziej powierzchownej części magmy determinuje powstawanie struktur krystalicznych krzemianów żelaza, z których powstaną minerały. W zależności od ilości tlenu w krzemianach, część żelaza może nie zostać włączona do powstających minerałów; ta wolna frakcja żelaza, ze względu na większą gęstość niż reszta magmy krzemianowej, opada w kierunku środka powstającej planety, tworząc rdzeń otoczony głównie krzemianowym płaszczem magmy; wnętrze tworzącej się planety nabiera więc wielowarstwowego aspektu,podobny do Ziemi. To, co odróżnia jądro super Ziemi od ziemskiego, to fakt, że ta pierwsza, pomimo bardzo wysokich temperatur (~10000 K), wydawałaby się całkowicie stała z powodu obciążających ją wysokich ciśnień; zamiast tego jądro Ziemi składa się ze stałej frakcji, zwanej jądrem wewnętrznym, otoczonej płynną otoczką, jądrem zewnętrznym, przez które przepływają prądy konwekcyjne, które byłyby odpowiedzialne za pole geomagnetyczne. Wśród ubogich w wodę superziem znajdują się hipotetyczne planety węglowe, które krążyłyby wokół gwiazd pochodzących z mgławic szczególnie bogatych w ten pierwiastek i ubogich w tlen. Ich wewnętrzna struktura obejmuje rdzeń żelazny, otoczony wewnętrzną powłoką z węglików i zewnętrzną powłoką z grafitu,z kolei pokryty cienką skorupą, aw niektórych przypadkach wtórną atmosferą bogatą w związki węgla. Uważa się, że w przypadku osiągnięcia odpowiednich warunków ciśnieniowych w płaszczu zewnętrznym niektóre warstwy grafitu, nawet kilkukilometrowe, mogłyby skrystalizować się w diament.Powstawanie planet bogatych w wodę, reprezentowanych przez planety oceaniczne, jest zupełnie inne. planety te powstają poza linią mrozu, która odpowiada odległości od gwiazdy, w której temperatura jest wystarczająco niska, aby umożliwić lotnym związkom zawierającym wodór, takim jak woda, amoniak i metan, osiągnięcie stanu lodu. Ich budowa jest bardzo osobliwa: planety te w rzeczywistości charakteryzują się bardzo dużą ilością wody,które dają początek płytkiemu oceanowi głębokiemu na kilkaset kilometrów. W niższych warstwach tego ogromnego oceanu woda osiąga stan stały w wyniku ogromnego ciśnienia: w ten sposób powstaje drugi płaszcz, bardziej powierzchowny niż skała, składający się z lodu. Nie jest to jednak pospolity lód widoczny w zimnych rejonach naszej planety lód Ih, ale ciepłe formy krystaliczne znane jako lód VII, X i XI, które powstają w wyniku bardzo wysokich ciśnień.Nie jest to jednak pospolity lód widoczny w zimnych rejonach naszej planety lód Ih, ale ciepłe formy krystaliczne znane jako lód VII, X i XI, które powstają w wyniku bardzo wysokich ciśnień.Nie jest to jednak pospolity lód widoczny w zimnych rejonach naszej planety lód Ih, ale ciepłe formy krystaliczne znane jako lód VII, X i XI, które powstają w wyniku bardzo wysokich ciśnień.

Działalność geologiczna

Niektóre modele teoretyczne wskazują, że niektóre superziemie mogą wykazywać aktywność geologiczną podobną do naszej planety, być może charakteryzującą się tektoniką płyt.Aktywność geologiczna Ziemi jest napędzana przez ruchy konwekcyjne, które magma płaszcza wykonuje dzięki ciepłu endogenny, który jest częściowo pozostałością procesu formowania planet, a częściowo z powodu rozpadu pierwiastków promieniotwórczych obecnych w płaszczu. Zakładając, że ma ona koncentrację tych pierwiastków podobną do tej na naszej planecie, ponieważ mają one równomierną dyfuzję w Galaktyce, rozsądnie jest sądzić, że super Ziemia, ze względu na swoją dużą masę, ma większą ilość pierwiastków promieniotwórczych i dlatego wytwarzasz bardziej endogenne ciepło,które w ten sposób zasilałyby bardziej energiczne ruchy konwekcyjne w płaszczu. Konsekwencją byłaby bardziej gwałtowna tektonika płyt niż ziemska, charakteryzująca się obecnością cieńszych płyt niż ziemskie ze względu na szybszy obrót skorupy planetarnej, co znajduje odzwierciedlenie w krótszym czasie dostępnym do schłodzenia. i zagęścić. Pomimo zmniejszonej grubości skorupy, oczekuje się, że uskoki będą wykazywać podobną siłę do Ziemi ze względu na większą siłę grawitacji wywierającą na nie większy nacisk. to wyjaśnia, dlaczego Wenus, która jest tylko mniej masywna niż Ziemia, ledwie napomknęła o tektonice, podczas gdy Mars,o masie około jednej dziesiątej masy Ziemi jest geologicznie nieaktywny.

Klimat i zamieszkiwanie

Aktywność geologiczna, a w szczególności wulkanizm, uwalnia do atmosfery naszej planety duże ilości gazów, takich jak dwutlenek węgla, który reaguje z krzemianem wapnia ze skał, tworząc węglan wapnia i krzemionkę, nierozpuszczalne ciała stałe, które osadzają się na dnie oceanu. Proces subdukcji cienkiej skorupy oceanicznej przenosi te osady do płaszcza; w ten sposób subdukcja zaopatruje płaszcz w węgiel, który przekształcony w dwutlenek węgla powraca do atmosfery, umożliwiając wznowienie tego cyklu reakcji. Znaczenie tego cyklu węgiel-krzem polega na tym, że całość działa jak termostat utrzymujący stabilną temperaturę ziemi, pomagając w utrzymaniuciekłą wodę, a tym samym czyniąc planetę odpowiednią do rozwoju życia, jakie znamy. Hipotetyczna większa wydajność tektoniki super-Ziemi przyspieszyłaby czasy tego cyklu, czyniąc te planety pod pewnymi względami bardziej odpowiednimi do rozwoju form życia. w wydajniejszy i zapobiega ucieczce cząsteczek wody w kosmos. Nie mamy jednak dokładnych informacji na temat atmosfer superziem i temperatur powierzchni tych planet, a ewentualna obecność efektu cieplarnianego nie jest dokładnie znana, nawet jeśli możliwe jest oszacowanie temperatury równowagi w odniesieniu do stopnia nasłonecznienia otrzymanego przez planetę iz albedo planety. Np,dla Ziemi temperatura ta wynosi 254,3 K (-19 ° C), znacznie poniżej średniej temperatury planety; to obecność znacznych ilości gazów cieplarnianych i wspomniany wcześniej cykl węglowo-krzemowy zapewnia utrzymanie przez Ziemię średniej temperatury, która utrzymuje wodę w stanie ciekłym. Podobnie Wenus ma temperaturę równowagi 231,7 K (-41 ° C), pomimo ogromnego efektu cieplarnianego dotykającego atmosferę Wenus, powodującego, że planeta ma rzeczywistą temperaturę 737 K (464° C).Wenus ma temperaturę równowagi 231,7 K (-41 ° C), pomimo ogromnego efektu cieplarnianego, który dotyka atmosferę Wenus, powoduje, że planeta ma rzeczywistą temperaturę 737 K (464° C).Wenus ma temperaturę równowagi 231,7 K (-41 ° C), pomimo ogromnego efektu cieplarnianego, który dotyka atmosferę Wenus, powoduje, że planeta ma rzeczywistą temperaturę 737 K (464° C).

Notatka

Powiązane przedmioty

Planeta Planeta oceaniczna Planeta węglowa Planeta Ziemia Gazowy gigant

Inne projekty

Wikimedia Commons zawiera obrazy lub inne pliki dotyczące super Ziemi

Zewnętrzne linki

(EN) Czym jest „superziemia”? – theweek.com

Original article in Italian language