Zemljina vruća formacija može riješiti misteriju nestašice vode

Zemlja je vjerovatno nastala u toplijem, suvljem dijelu Sunčevog sistema nego što se ranije mislilo, što bi moglo objasniti zagonetnu nestašicu vode na našoj planeti, izvještava nova studija.

"Snežna linija" našeg novoformiranog Sunčevog sistema - zona iza koje su se ledena jedinjenja mogla kondenzovati pre 4.5 milijardi godina - zapravo je bila mnogo udaljenija od Sunca nego što preovlađujuća teorija predviđa, prema studiji.

"Za razliku od standardnog modela akrecionog diska, snježna linija u našoj analizi nikada ne migrira unutar Zemljine orbite", rekao je koautor Mario Livio, sa Naučnog instituta za svemirski teleskop (STScI) u Baltimoru.

"Umjesto toga, ostaje dalje od Sunca od Zemljine orbite, što objašnjava zašto je naša Zemlja suha planeta", dodao je Livio. „Zapravo, naš model predviđa da su i druge najdublje planete — Merkur, Venera i Mars — takođe relativno suve. ” [Foto obilazak planeta]

Zemlja suva planeta?

Pozivanje na Zemlju - sa njenim ogromnim okeanima, ogromnim rijekama i polarnim ledenim kapama - kao suhu planetu može zvučati čudno. Ali voda čini manje od 1 posto mase naše planete, a veliki dio tog materijala vjerovatno su donijele komete i asteroidi nakon formiranja Zemlje.

Naučnici su dugo bili zbunjeni relativnim nedostatkom vode na našoj planeti, posebno zato što se smatra da se Zemlja spojila od tvari bogatih vodom izvan snježne granice.

Snježna linija sada leži u sredini asteroidnog pojasa između Marsa i Jupitera, ali konvencionalni modeli sugeriraju da je bila mnogo bliže Suncu prije 4.5 milijardi godina, kada su se Zemlja i druge planete oblikovale.

„Ako je linija snijega bila unutar Zemljine orbite kada se formirala naša planeta, onda je to trebalo biti ledeno tijelo“, rekla je koautorica Rebecca Martin, također iz STScI. “Planete poput Urana i Neptuna koje su nastale iza snježne granice sastoje se od desetina postotaka vode. Ali Zemlja nema mnogo vode, a to je oduvijek bila zagonetka.”

Nova studija, koja je prihvaćena za objavljivanje u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, mogla bi pomoći u rješavanju misterije.

Pomeranje snežne granice

U preovlađujućem modelu kako su se stvari događale prije 4.5 milijardi godina, protoplanetarni disk oko našeg novorođenog sunca bio je potpuno joniziran - što znači da su elektroni u regiji odstranjeni sa svojih matičnih atoma snažnim sunčevim zračenjem.

Teorija kaže da je materijal sa diska pao na sunce, zagrevajući disk. U početku je snežna granica bila daleko od naše zvezde, možda milijardu milja (1 milijardi kilometara) ili više. (Zemlja kruži oko Sunca na udaljenosti od 1.6 miliona milja, ili 93 miliona km.)

Ali vremenom je, prema modelu, protoplentarnom disku ponestalo materijala i ohladio se. Kao rezultat toga, snježna linija se pomjerila prema unutra, pored Zemljine orbite, prije nego što je naša planeta imala priliku da se formira.

Ali Martin i Livio pronašli su neke potencijalne probleme u ovom scenariju. Konkretno, kažu da protoplanetarni diskovi oko mladih zvijezda nisu u potpunosti jonizirani.

“Veoma vrući objekti kao što su bijeli patuljci i izvori rendgenskih zraka oslobađaju dovoljno energije da ioniziraju svoje akreacijske diskove”, rekao je Martin. “Ali mlade zvijezde nemaju dovoljno zračenja niti dovoljno materijala koji pada da bi pružili neophodan energetski udar za jonizaciju diskova.”

Mrtva zona na disku

Da disk našeg Sunčevog sistema nije jonizovan, njegov materijal ne bi bio prebačen na površinu mladog Sunca, rekli su istraživači. Umjesto toga, plin i prašina bi jednostavno kružili oko naše zvijezde bez kretanja prema unutra, stvarajući takozvanu "mrtvu zonu" na disku.

Ova mrtva zona bi djelovala kao čep, blokirajući materiju da migrira prema suncu. Gas i prašina bi se nagomilali u mrtvoj zoni, povećavajući njenu gustinu i uzrokujući njeno zagrevanje gravitacionom kompresijom.

Ovaj proces bi zauzvrat zagrijao područje izvan čepa, isparavajući ledeni materijal i pretvarajući ga u suhu tvar. Zemlja se formirala u ovoj toplijoj regiji, čija je suha materija postala gradivni blokovi naše planete, prema novoj studiji.

Iako bi ovaj novi model mogao objasniti relativni nedostatak vode na Zemlji, on ne bi trebao biti proširen na sve novoformirane planetarne sisteme, kažu istraživači.

“Uvjeti unutar diska će se razlikovati od zvijezde do zvijezde, a slučajnost je, kao i bilo što drugo, odredila precizne krajnje rezultate za našu Zemlju”, rekao je Livio.