De astronomische gemeenschap gelooft over het algemeen dat een van de meest voorkomende soorten planeten in de Melkweg een ‘waterwereld’ is, waarvan wordt gespeculeerd dat deze rijk is aan water of ijs. Uit het laatste onderzoek van het team van Jie Li aan de Universiteit van Michigan blijkt echter dat sommige planeten een lage dichtheid hebben en gemakkelijk verkeerd kunnen worden beoordeeld als rijk aan water. In feite kunnen hun belangrijkste componenten stamperachtig organisch materiaal zijn dat rijk is aan koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof. Wetenschappers schatten dat "roet" verantwoordelijk is voor maximaal 40% van de totale massa van de komeet.
Een artistieke weergave van de "Smoke Planet" en zijn vorming. Bron afbeelding: Ari Gea/SayoStudio
De studie wijst erop dat er, vergelijkbaar met de sneeuwgrens (de afstand waarop waterijs stabiel rond een ster kan bestaan), ook een ‘roetlijn’ bestaat in de planeetvormende schijf, die verwijst naar de locatie waar dit organische materiaal stabiel kan blijven bestaan. In het middengebied tussen de roetgrens en de sneeuwgrens is het geschikt om een planeet te vormen die rijk is aan roet maar weinig water bevat; buiten de sneeuwgrens worden water en roet voornamelijk gemengd, waardoor een "sojawaterwereld" ontstaat. Modellen schatten dat deze door zuur gedomineerde planeten tot 25% sor kunnen bevatten, terwijl 'binnenkort-water'-werelden 15-20% sor kunnen bevatten en ergens tussen de 25% en 50% water.
Het is uiterst moeilijk om onderscheid te maken tussen de "rookwereld" en de "waterwereld". Bestaande gegevens over de massa en de straal van de planeten kunnen de twee soorten planeten niet van elkaar onderscheiden, wat ertoe leidt dat velen waarvan oorspronkelijk werd gedacht dat het "mini-Neptunussen" waren, in werkelijkheid misschien wel uit organische koolstof bestaan in plaats van uit water. De auteurs suggereren dat we alleen door de samenstelling van de atmosfeer van een planeet te analyseren nauwkeurig kunnen bepalen tot welk type planeet deze behoort.
Waarnemingen tonen aan dat methaan en kooldioxide zijn gedetecteerd in de atmosfeer van sommige exoplaneten zoals K2-12b en TOI-280d, wat ondersteunt dat ze tot een ‘roetwereld’ behoren of migratie van buiten naar binnen hebben meegemaakt. In het bijzonder heeft TOI-280d een ongewoon hoge koolstof-zuurstofverhouding, die dichter bij de theoretische definitie van een "zonneplaneet" ligt.
Wetenschappers wijzen erop dat roetplaneten unieke implicaties hebben op het gebied van bewoonbaarheid: ze kunnen diamantkernen hebben, die een langzame circulatie van vluchtige stoffen veroorzaken en het moeilijk maken om een magnetisch veld te genereren om het leven te beschermen. Ze zijn echter ook rijk aan organisch materiaal zoals methaan, dat grondstoffen levert voor de prebiotische chemische processen die nodig zijn om leven te laten ontstaan.
Het artikel concludeert dat meer gedetailleerde atmosferische observaties en theoretische modellering nodig zijn om de grens tussen de waterwereld en de roetwereld te verduidelijken.
Samengesteld uit /ScitechDaily