Zoals missies zoals NASA's Hubble Space Telescope, TESS en Kepler blijven inzicht verschaffen in de eigenschappen van exoplaneten (planeten rond andere sterren), wetenschappers zijn steeds beter in staat om samen te vatten hoe deze planeten eruit zien, waar ze van gemaakt zijn, en of ze bewoonbaar of zelfs bewoond zouden kunnen zijn.

In een nieuwe studie die onlangs is gepubliceerd in Het planetaire wetenschappelijke tijdschrift , een team van onderzoekers van de Arizona State University (ASU) en de University of Chicago hebben vastgesteld dat sommige koolstofrijke exoplaneten, onder de juiste omstandigheden, kan worden gemaakt van diamanten en silica.

"Deze exoplaneten zijn anders dan alles in ons zonnestelsel, ", zegt hoofdauteur Harrison Allen-Sutter van ASU's School of Earth and Space Exploration.

Vorming van diamanten exoplaneten

Wanneer sterren en planeten worden gevormd, ze doen dat vanuit dezelfde gaswolk, dus hun bulksamenstellingen zijn vergelijkbaar. Een ster met een lagere koolstof-zuurstofverhouding heeft planeten zoals de aarde, bestaat uit silicaten en oxiden met een zeer laag diamantgehalte (het diamantgehalte van de aarde is ongeveer 0,001%).

Maar exoplaneten rond sterren met een hogere koolstof-zuurstofverhouding dan onze zon zijn waarschijnlijk koolstofrijk. Allen-Sutter en co-auteurs Emily Garhart, Kurt Leinenweber en Dan Shim van ASU, met Vitali Prakapenka en Eran Greenberg van de Universiteit van Chicago, veronderstelde dat deze koolstofrijke exoplaneten zouden kunnen worden omgezet in diamant en silicaat, als water (dat overvloedig aanwezig is in het heelal) aanwezig zou zijn, het creëren van een diamantrijke compositie.

Diamant-aambeelden en röntgenstralen

Om deze hypothese te testen, het onderzoeksteam moest het interieur van carbide-exoplaneten nabootsen met behulp van hoge hitte en hoge druk. Om dit te doen, ze gebruikten hogedruk-diamant-aambeeldcellen bij co-auteur Shim's Lab for Earth and Planetary Materials.

Eerst, ze dompelden siliciumcarbide onder in water en comprimeerden het monster tussen diamanten tot een zeer hoge druk. Vervolgens, om de reactie tussen siliciumcarbide en water te volgen, ze voerden laserverwarming uit in het Argonne National Laboratory in Illinois, het nemen van röntgenmetingen terwijl de laser het monster onder hoge druk verwarmde.

Zoals ze voorspelden, met hoge hitte en druk, het siliciumcarbide reageerde met water en veranderde in diamanten en silica.

Bewoonbaarheid en bewoonbaarheid

Tot dusver, we hebben geen leven gevonden op andere planeten, maar de zoektocht gaat door. Planetaire wetenschappers en astrobiologen gebruiken geavanceerde instrumenten in de ruimte en op aarde om planeten te vinden met de juiste eigenschappen en de juiste locatie rond hun sterren waar leven zou kunnen bestaan.

Voor koolstofrijke planeten die de focus van deze studie zijn, echter, ze hebben waarschijnlijk niet de eigenschappen die nodig zijn voor het leven.

Terwijl de aarde geologisch actief is (een indicator voor bewoonbaarheid), de resultaten van deze studie laten zien dat koolstofrijke planeten te hard zijn om geologisch actief te zijn en dit gebrek aan geologische activiteit kan de atmosferische samenstelling onbewoonbaar maken. Atmosferen zijn van cruciaal belang voor het leven omdat het ons lucht geeft om te ademen, bescherming tegen de barre omgeving van de ruimte, en gelijkmatige druk om vloeibaar water mogelijk te maken.

"Ongeacht de bewoonbaarheid, dit is een extra stap om ons te helpen onze steeds toenemende en betere observaties van exoplaneten te begrijpen en te karakteriseren, " zegt Allen-Sutter. "Hoe meer we leren, hoe beter we nieuwe gegevens van aankomende toekomstige missies zoals de James Webb Space Telescope en de Nancy Grace Roman Space Telescope kunnen interpreteren om de werelden daarbuiten op ons eigen zonnestelsel te begrijpen."