화산이 이 외계 행성의 밤하늘을 밝힐 수도 있다

지금까지 연구자들은 태양계 밖의 행성에서 전 지구적 구조 활동의 증거를 발견하지 못했습니다. 베른 대학과 NCCR PlanetS 연구 역량 센터의 지도력 하에 과학자들은 LHS 3844b 행성 내부의 물질이 한 반구에서 다른 반구로 흐르며 지구의 한쪽에서 수많은 화산 폭발을 일으킬 수 있다는 사실을 발견했습니다. 행성.

지구상에서 판 구조론은 산의 상승과 지진에만 책임이 있는 것은 아닙니다. 이는 또한 행성 내부의 물질을 표면과 대기로 가져온 다음 이를 지각 아래로 다시 운반하는 순환의 필수적인 부분이기도 합니다. 따라서 구조론은 궁극적으로 지구를 거주 가능하게 만드는 조건에 중요한 영향을 미칩니다.

지금까지 연구자들은 태양계 밖의 행성에서 전 지구적 구조 활동의 증거를 발견하지 못했습니다. 베른 대학교 우주 거주 가능성 센터(CSH)의 토비아스 마이어(Tobias Meier)가 이끄는 연구진과 취리히 공과대학교(ETH Zurich), 옥스퍼드 대학교 및 NCCR PlanetS 연구 역량 센터(National Center of Competence in Research NCCR PlanetS)의 참여로 다음과 같은 증거를 발견했습니다. 지구에서 45광년 떨어진 행성 내부의 흐름 패턴: LHS 3844b. 그들의 결과는 Asphysical Journal Letters에 게재되었습니다.

극명한 대비와 분위기 없음

Meier는 “지체 활동의 징후를 관찰하는 것은 매우 어렵습니다. 왜냐하면 이러한 징후는 일반적으로 대기 아래에 숨겨져 있기 때문입니다.”라고 설명합니다. 그러나 최근 결과에 따르면 LHS 3844b에는 대기가 없을 가능성이 높습니다. 지구보다 약간 크고 암석도 비슷할 것으로 예상되는 이 행성은 항성 주위를 너무 가깝게 공전하므로 달의 같은 면이 항상 지구를 향하는 것처럼 행성의 한 면은 항상 낮이고 다른 면은 영구적인 밤입니다. 강렬한 방사선으로부터 표면을 보호하는 대기가 없기 때문에 표면은 엄청나게 뜨거워집니다. 낮에는 최대 800°C에 도달할 수 있습니다. 반면에 밤에는 춥습니다. 그곳의 기온은 영하 250°C 이하로 떨어질 수 있습니다. “우리는 이 극심한 온도 차이가 행성 내부의 물질 흐름에 영향을 미칠 수 있다고 생각했습니다.”라고 Meier는 회상합니다.

그들의 이론을 테스트하기 위해 팀은 행성 핵의 열과 방사성 원소의 붕괴와 같은 다양한 강도의 재료와 내부 가열원을 사용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 실행했습니다. 시뮬레이션에는 호스트 별에 의해 부과된 표면의 큰 온도 대비가 포함되었습니다.

한 반구에서 다른 반구로 행성 내부의 흐름

“대부분의 시뮬레이션에서는 행성의 한쪽 면에서는 위쪽으로만 흐름이 있고 다른 쪽에서는 아래쪽으로 흐르는 흐름이 있는 것으로 나타났습니다. 따라서 물질은 한 반구에서 다른 반구로 흘러갔습니다.”라고 Meier는 보고합니다. 놀랍게도 방향이 항상 같은 것은 아니었습니다. "우리가 지구에서 익숙했던 것에 기초하면 더운 날의 물질이 더 가벼워서 위쪽으로 흐르고 그 반대의 경우도 마찬가지일 것으로 예상할 수 있습니다."라고 베른 대학과 NCCR PlanetS의 공동 저자인 Dan Bower는 설명합니다. 그러나 일부 팀의 시뮬레이션에서는 반대 방향의 흐름도 나타났습니다. “처음에는 직관에 반하는 이러한 결과는 온도에 따른 점도 변화에 기인합니다. 차가운 재료는 더 단단하므로 구부러지거나 부서지거나 내부로 들어가는 것을 원하지 않습니다. 그러나 따뜻한 물질은 점성이 낮기 때문에 단단한 암석이라도 가열되면 더 쉽게 움직일 수 있으며 행성 내부로 쉽게 흐를 수 있습니다.”라고 Bower는 설명합니다. 어느 쪽이든, 이 결과는 행성 표면과 내부가 지구와 매우 다른 조건에서 어떻게 물질을 교환할 수 있는지를 보여줍니다.

화산 반구

그러한 물질적 흐름은 기괴한 결과를 초래할 수 있습니다. Bower는 “지구의 어느 쪽에서든 물질이 위쪽으로 흘러가는 특정 쪽에서 많은 양의 화산 활동이 일어날 것으로 예상할 수 있습니다.”라고 지적합니다. 그는 “지구상의 유사한 깊은 용승 흐름이 하와이와 아이슬란드의 화산 활동을 주도한다”고 계속합니다. 따라서 수많은 화산이 있는 반구, 말하자면 화산 반구와 화산이 거의 없는 반구를 상상할 수 있습니다.

“우리의 시뮬레이션은 그러한 패턴이 어떻게 나타날 수 있는지 보여 주지만 확인하려면 더 자세한 관찰이 필요합니다. 예를 들어, 화산 활동으로 인한 향상된 가스 방출 또는 화산 가스 감지를 나타낼 수 있는 표면 온도의 고해상도 맵을 사용합니다. 이는 향후 연구가 우리가 이해하는 데 도움이 되기를 바랍니다”라고 Meier는 결론을 내렸습니다.