Formação de planetas aquáticos com água de origem nebular

Gráficos de contorno de cores da massa de água capturada, X0 H2OMatm, em função do eixo semi-principal ae da massa sólida do planeta, Msolid. A linha magenta representa o conjunto de Msolid e um para o qual X 0 H2OMatm = 1 MOC, ⊕. Aqui o fluxo de energia L = 1,0 × 1023 erg / s, o fator de depleção do disco fg = 1,0 e a massa estelar é de 0,3M. A massa de água capturada é mostrada na unidade da massa oceânica da Terra (MOC, ⊕ = 2,3 × 10-4M⊕). Não há solução hidrostática na área em branco.

A detecção recente de exoplanetas com insolação semelhante à da Terra atrai um crescente interesse em como os planetas aquáticos comuns da Terra estão além do sistema solar.

Enquanto se supõe que planetas terrestres capturem planetesimais gelados ou ricos em água, uma atmosfera primordial de origem nebular pode produzir água através da oxidação do hidrogênio atmosférico com minerais oxidantes dos planetesimais de entrada ou do oceano magma. Termodinamicamente, os tampões normais de oxigênio produzem água comparável em número molar igual ou superior ao hidrogênio.

Assim, a atmosfera primordial provavelmente seria altamente enriquecida com vapor de água; no entanto, sempre se presume que as atmosferas primordiais tenham abundâncias solares. Aqui, integramos a estrutura 1D de uma atmosfera tão enriquecida de sub-terras incorporada em um disco protoplanetário em torno de uma anã M de 0,3M⊙ e investigamos os efeitos do enriquecimento de água nas propriedades atmosféricas, com foco na quantidade de água.

Descobrimos que a atmosfera bem misturada e altamente enriquecida é mais massiva em algumas ordens de magnitude do que a atmosfera de abundância solar, e que mesmo um planeta de massa de Marte pode obter água comparável aos atuais oceanos da Terra. Embora os planetas próximos à massa de Marte provavelmente percam a água capturada por meio da dispersão do disco e da foto-evaporação, esses resultados sugerem que existem mais sub-terras com conteúdo de água semelhante ao da Terra do que o previsto anteriormente.

A quantidade de água que os planetas terrestres realmente obtêm e retêm contra perdas subsequentes, no entanto, depende da eficiência da produção de água, da mistura na atmosfera e do oceano de magma e na foto-evaporação, investigação detalhada a ser realizada no futuro.

Formação de planetas aquáticos com água de origem nebular: efeitos do enriquecimento da água na estrutura e massa de atmosferas capturadas de planetas terrestres

Publicado em 18/06/2020 19h06

Artigo original:

Achou importante? Compartilhe!

Assine nossa newsletter e fique informado sobre Astrofísica, Biofísica, Geofísica e outras áreas. Preencha seu e-mail no espaço abaixo e clique em “OK”: