science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Chemie kan de ingrediënten in planeetvorming veranderen

Credit:Universiteit Leiden

Planeet- en stervorming begint met het instorten van veel materiaal, door de zwaartekracht op zichzelf vallen. In het midden hiervan, een protoster wordt gevormd. Deze ster zal dan warm worden en uiteindelijk gloeien. "Rond deze zich vormende ster, er komt een ronde, circulerend gebied. Dit gebied wordt een schijf genoemd en zit vol met veel materiaal. We hebben het over veel gas, bijvoorbeeld, CO2 en water. En dan zijn er nog wat kleine deeltjes die we stof noemen:heel klein, bijna zandkorrels die geen gas zijn."

Heel dicht bij de vormende ster, er zijn regio's die behoorlijk heet worden vanwege het uitgestraalde sterrenlicht. Hierdoor kunnen moleculen verdampen. Verder weg van de ster, waar het kouder is, deze moleculen beginnen bovenop de kleine korrels te gaan liggen en worden ijsdeeltjes op deze korrels. "De aarde en alle planeten in ons zonnestelsel zijn in verschillende, verschillende manieren, duurt tot 10 miljoen jaar voor de hele reeks. Dus, begrijpen wat dit materiaal is en wat het in de loop van de tijd doet, is niet alleen belangrijk om te voorspellen waar andere planeten in de ruimte kunnen worden gevormd, maar ook om onze geschiedenis hier op aarde te begrijpen."

Momenteel, er zijn verschillende theorieën over hoe planeten worden gevormd uit dit materiaal. Gebruikelijk, er zijn verschillende stofkorrels die aan elkaar plakken. Via verschillende mechanismen, deze deeltjes kunnen groter en groter worden om groot te worden, ronde planeten. Deze planeten kunnen uiteindelijk een atmosfeer krijgen die is gemaakt van het gas om hen heen. "Wat ik in mijn paper heb onderzocht, was een andere kant van dit scenario van planeetvorming dan eerder onderzocht. Ik wilde controleren of al deze moleculen en ijsmoleculen op de korrels chemisch met elkaar konden reageren. Kunnen twee moleculen elkaar ontmoeten om een nieuwe molecule? Dit wordt chemische evolutie genoemd."

Chemische evolutie is niet veel onderzocht omdat het computermodel en de code om deze reacties te simuleren erg ingewikkeld zijn. Ze vereisen veel rekenkracht en informatie van onderzoekslaboratoria. Eistrup zette zijn chemisch model op en gaf het vervolgens de opdracht om deze reacties te laten plaatsvinden. Het doel was om te zien of de hoeveelheid moleculen die hij in het begin invoerde, was veranderd aan het einde van de simulatie. Vervolgens, hij zou het herhalen met verschillende moleculen met variaties in de hoeveelheden van elk molecuul. "We ontdekten inderdaad dat de hoeveelheid van elk molecuul in de loop van de tijd veranderde. Dit betekent dat er chemische evolutie plaatsvindt. Dit zou ons begrip van welke planeten, zoals de aarde, zijn gemaakt en hoe het leven op aarde is gevormd."

Eistrup en collega's concludeerden al in eerdere modellen dat ionisatie van de schijfmoleculen nodig is om complexere moleculen te vormen. Ionisatie houdt in dat een neutraal atoom of molecuul elektrisch geladen wordt:ionen. Ionen reageren heel graag met andere moleculen. "Wat ik vond was, als er veel ionisatie was in een planeetvormend gebied, het zal de chemische evolutie versnellen. Hierdoor ontstaan ​​in de loop van de tijd complexere moleculen. Dit beïnvloedt welke moleculen in de vorming van planeten en hun atmosferen terechtkomen."