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Due pianeti nani all’interno del nostro sistema solare, chiamati Eris e Makemake, potrebbero esibire un’attività geotermica sufficiente a mantenere oceani di acqua liquida al loro interno, secondo il modello che descrive le nuove osservazioni fatte con il telescopio spaziale James Webb.
“Vediamo alcuni segnali interessanti di tempi caldi in luoghi freddi”, ha detto Christopher Glein, un geochimico planetario del Southwest Research Institute del Texas, in uno studio dichiarazione.
Trovato nel profondo fascia di KuiperEris è il mondo ghiacciato che, quando fu scoperto nel gennaio 2005, gettò Plutonelo stato di nel sistema solare in crisi. Solo 44 chilometri (27 miglia) più piccolo di Plutone ma il 25% più massiccio grazie ad una maggiore concentrazione di roccia nel suo nucleo, Eris divenne il prototipo del pianeta nano. Plutone fu inevitabilmente costretto a seguire l’esempio. Makemake (pronunciato “Mah-kay-Mah-kay“) è stato avvistato due mesi dopo Eris, e con un diametro di 1.430 km (888 miglia) è circa 1.000 km (circa 600 miglia) più piccolo di Eris e Plutone.
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La loro grande distanza da il Sole —– Eris è attualmente a 14,4 miliardi di chilometri (8,9 miliardi di miglia) di distanza e Makemake è a 7,7 miliardi di chilometri (4,8 miliardi di miglia) di distanza – significa che si sa poco di questi luoghi lontani pianeti nani.
Tuttavia, recenti osservazioni con il Telescopio spaziale James Webb hanno gettato nuova luce sui mondi, trovando un’origine sorprendente per il metanoghiaccio congelato sulla loro superficie.
“Abbiamo trovato prove che indicano processi termici che producono metano all’interno di Eris e Makemake”, ha affermato Glein.
Il metano è un cosiddetto idrocarburo, in quanto è formato da una miscela di idrogeno e carbonio atomi (nello specifico, un atomo di carbonio e quattro atomi di idrogeno.) Questi atomi possono avere sapori diversi, o “isotopi”, contenenti lo stesso numero di protoni ma numeri diversi di neutroni.
Se il metano sulla superficie di questi pianeti nani fosse stato accumulato dal disco primordiale di formazione planetaria che esisteva attorno al giovane sole 4,5 miliardi di anni fa, conterrebbe un certo rapporto isotopico tra due isotopi di idrogeno: l’idrogeno normale, con un protone e uno zero neutroni e deuterio, con un protone e un neutrone. Il rapporto isotopico dell’idrogeno misurato dal JWST, tuttavia, è diverso dal rapporto che ci si aspetterebbe se il metano fosse primordiale, come vediamo sulla maggior parte dei modelli. comete.
“Il rapporto deuterio/idrogeno indica origini geochimiche per il metano prodotto nelle profondità interne”, ha detto Glein. “I nostri dati suggeriscono temperature elevate nei nuclei rocciosi di questi mondi in modo che il metano possa essere cotto. Anche l’azoto molecolare potrebbe essere prodotto, e lo vediamo su Eris.”
In altre parole, le reazioni idrotermali, o attività metamorfica che si riferisce al calore e alla pressione che agiscono sulle rocce, devono aver prodotto il metano nelle profondità di Eris e Makemake. Quindi, quel metano deve essersi fatto strada verso la superficie attraverso il degassamento o addirittura il vulcanismo.
Perché il metano si formi in questo modo, è necessaria una temperatura superiore a 150 gradi Celsius (circa 300 gradi Fahrenheit). Queste temperature potrebbero derivare solo dagli isotopi radioattivi presenti nei nuclei rocciosi di ciascun pianeta nano che emettono calore quando gli isotopi decadono.
“I nuclei caldi potrebbero anche indicare potenziali fonti di acqua liquida sotto la loro superficie ghiacciata”, ha detto Glein, sollevando la possibilità che Eris e Makemake possano contenere oceani potenzialmente abitabili.
Il degassamento del metano sulla superficie potrebbe essere avvenuto fino a tempi (geologicamente) recenti secondo un altro rapporto isotopico, tra il carbonio-12, che ha 6 protoni e 6 neutroni, e il carbonio-13, che ha 6 protoni e 7 neutroni.)
“Se Eris e Makemake ospitassero, o forse potessero ancora ospitare, geochimica calda, o addirittura calda, nei loro nuclei rocciosi, i processi criovulcanici potrebbero quindi fornire metano alle superfici di questi pianeti, forse in tempi geologicamente recenti”, ha affermato Will Grundy di Osservatorio Lowell, che ha condotto le prime osservazioni del JWST. “Abbiamo trovato un rapporto isotopico del carbonio che suggerisce un resurfacing relativamente recente.”
Curiosamente, i modelli sviluppati per descrivere la formazione e il degassamento del metano su Eris e Makemake potrebbero applicarsi anche a Saturnoè la luna Titano. Ricerca pubblicato all’inizio di questo mese ha indicato che il metano e altre molecole a base di carbonio importanti per la vita potrebbero non essere in grado di raggiungere l’oceano sotterraneo di Titano dopo essere rimasti per un po’ sulla superficie, dove gli idrocarburi sono abbondanti. Ciò ha messo in discussione la presunta possibile abitabilità dell’oceano di Titano. Tuttavia, se il metano e altri gas potessero formarsi geotermicamente all’interno del nucleo roccioso di Titano, come fanno su Eris e Makemake, allora l’oceano di Titano potrebbe ottenere la sua fornitura di chimica del carbonio dall’interno del pianeta piuttosto che dalla sua superficie.
I risultati delle osservazioni del metano su Eris e Makemake sono descritti in un articolo pubblicato nel numero di aprile 2024 della rivista Icaro.
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