A Naprendszerünkben található Föld típusú bolygók (Merkúr, Vénusz, Föld, Mars) belső szerkezete nagyjából hasonló módon épül fel: a vékony, szilárd kéreg alatt a folyékony állapotú, szilikátos köpeny (a Merkúrt kivéve), valamint folyékony és szilárd közegű, fémes (főként vas-nikkel) mag található. Amennyire hasonló a négy kőzetbolygó felépítése, annyira különböznek a négy külső, ún. óriásbolygótól (l. az alábbi ábrát). Ugyanakkor jelenleg már mintegy háromszáz, más csillag körül keringő bolygót is ismerünk, melyek az első vizsgálatok alapján igencsak változatos tulajdonságokkal bírnak, ráadásul saját bolygórendszerünk tagjaira sem igazán hasonlítanak. Ebben valószínűleg az is szerepet játszik, hogy egyelőre csak a Földünknél legalább három-négyszer nagyobb tömegű planétákat vagyunk képesek detektálni. Ha néhány év múlva tucatszámra ismerünk majd Föld típusú bolygókat, talán ez a kép is megváltozik.
A Föld típusú (balra) és a Jupiter típusú bolygók belső felépítése, oldalanként arányos méretben (www.astronomynotes.com)
A kutatók addig is nagy erőkkel vizsgálják, hogyan alakulhatnak ki a Naprendszerben megismertektől eltérő bolygók, s hogy több különböző bolygókeletkezési folyamat létezik-e, vagy egy alapvető eseménysor folyamán bekövetkező, kisebb-nagyobb véletlenek vezetnek az eltérő jellegű planéták létrejöttéhez. Az bizonyosnak tűnik, hogy a kőzet- és az óriásbolygók kialakulása között jelentős különbségek vannak. Egy amerikai kutatócsoport most arra a kérdésre kereste a választ, hogy az egyes kőzetbolygók keletkezése során is felléphetnek-e nagyobb eltérések. L. Elkins-Tanton és S. Seager (Massachusetts Institute of Technology, USA) egészen pontosan arra volt kíváncsi, hogy létezhetnek-e fémes mag nélküli, Föld típusú planéták, és ha igen, milyen módon jöhetnek létre.
Az általános elképzelés szerint a kőzetbolygók belső rétegződését (kéreg, köpeny, mag) a bolygórendszer születése utáni, heves, ütközéses időszak, valamint a radioaktív izotópok folyamatos bomlásából származó hő tette lehetővé: a planéták belseje megolvadt, s a nehezebb elemek lesüllyedhettek a bolygótestek középpontjába, kialakítva ezzel a magot. Ugyanakkor az MIT kutatói szerint ha egy bolygó vízmolekulákban gazdag környezetben (pl. a központi csillagtól nagyobb távolságra lévő, jeges régiókban) jön létre, akkor a belsejében lévő vas reakcióba lép a vízmolekulákkal, s vas-oxidok keletkeznek. Ez még azelőtt történik, hogy a vas lesüllyedhetett volna a mélyebb rétegekbe – így nem jön létre a fémes mag, helyette egy nagyon vastag, fémes-szilikátos köpenyanyag alakul ki.
A csillagászok a jelenlegi eszközökkel még nem képesek arra, hogy közvetlenül eldöntsék egy exobolygóról, van-e fémes magja, vagy nincs. A központi csillag fényének színképelemzéséből viszont becsléseket lehet tenni a csillag légkörében lévő vas-szilikát arányra, s ezáltal a bolygókeletkezés során fennálló elemgyakoriságra is.
Ami biztos, hogy a fémes mag nélkül nem épülhet fel mágneses tér a bolygók körül (a Föld esetében a mágneses teret a magban lévő olvadt vas áramlása kelti). Ez a tér pajzsként védi bolygónkat a – főként a Napból érkező – nagyenergiájú töltött részecskék záporától. Hiánya esetén Földünket nagy mennyiségben érné az élőlényekre káros sugárzás, mely erős mutációkhoz és hosszabb távon fajkihalásokhoz vezetne. Ezért a szakemberek szerint a mag nélküli Föld típusú planéták esetében jóval kisebb lehet az esély az élet kialakulására, ill. fejlődésére. Más kutatók ugyanakkor arra figyelmeztetnek, hogy egyes életformák különösen extrém körülményeket is képesek lehetnek elviselni, ezért a fémes mag hiányát nem lehet egyértelműen kizáró okként emlegetni a földönkívüli élet keresése során.
Az eredményeket bemutató szakcikk az Astrophysical Journal augusztus 20-i számában jelent meg.
Forrás: NewScientist.com, 2008.08.20.
Kapcsolódó cikkeink:
