IJzige dwergplaneten in het zonnestelsel kunnen ondergrondse oceanen en geothermische activiteit verbergen

De grenzen van het zonnestelsel, vooral buiten de baan van Neptunus, herbergen hemellichamen waarvan de interne eigenschappen en processen grotendeels onbekend blijven. Onder deze objecten onderscheiden dwergplaneten zoals Eris en Makemake zich door hun harde compositie en omgeving. Onlangs werd onderzoek uitgevoerd door wetenschappers van het Southwest Research Institute (SwRI) en de University of Central Florida (UCF) gepubliceerd in het tijdschrift IkarusHet onthulde indicatoren van geothermische activiteit op deze ijzige lichamen. Deze ontdekking daagt eerdere percepties over de interne dynamiek van dwergplaneten uit en opent nieuwe horizonten voor het onderzoeken van geologische processen die plaatsvinden in de verre gebieden van ons zonnestelsel.

Geothermische activiteit in de extreme kou van dwergplaneten

Eris, gelegen in de verre Kuipergordel, werd in januari 2005 ontdekt, wat vragen opriep over de status van Pluto. Met een diameter die slechts 44 kilometer kleiner is dan Pluto, maar 25% groter, heeft Eris de categorie dwergplaneten opnieuw gedefinieerd. Deze ontdekking leidde ertoe dat Pluto ook werd heroverwogen als een dwergplaneet. Twee maanden na de ontdekking van Eris werd Makemake, met een diameter van 1.430 kilometer, ontdekt. Daarom is het ongeveer 1.000 km kleiner dan Eris en Pluto. Het wordt ook gekenmerkt door zijn glans en het oppervlak is bedekt met bevroren methaangas. Dit maakt ze tot een favoriet studieonderwerp voor het begrijpen van de vorming en evolutie van ijzige bollen.

De onderzoekers maakten gebruik van de infraroodwaarnemingsmogelijkheden van de James Webb Space Telescope (JWST). Deze laatste kunnen de sluier van ijs en stof binnendringen die deze dwergplaneten omhult. Het biedt gedetailleerde gegevens over de chemische samenstelling ervan. Door het door IRIS en Makemake gereflecteerde licht te analyseren, ontdekte de telescoop spectrale kenmerken die de aanwezigheid van methaan en water aangaven.

Bijzonder onthullend was de ontdekking van methaanhotspots op deze dwergplaneten. Deze waarnemingen zijn aangevuld met computermodellen. Ze lieten onderzoekers interne processen simuleren die de waargenomen geothermische activiteit konden verklaren. Deze modellen houden rekening met radioactief verval, zwaartekrachtinteracties en zelfs de kristallisatie van intern ijs, dat warmte kan genereren.

>> Lees ook: Waarom is Pluto geen planeet meer?

De revolutie op dwergplaneten

Meer specifiek is methaan een koolwaterstof die bestaat uit één koolstofatoom en vier waterstofatomen. Isotopen van deze atomen, die verschillen in het aantal neutronen, leveren bewijs voor de oorsprong van methaan op deze dwergplaneten. In tegenstelling tot de verwachtingen over de accumulatie van methaan sinds de vorming van het zonnestelsel, onthullen metingen van de James Webb Ruimtetelescoop een deuterium/waterstofverhouding die wijst op een diepe geochemische samenstelling op deze werelden. volgens Christoffel GlennVan het Southwest Research Institute in Texas duidt deze isotopische signatuur op hogere temperaturen in de kernen van deze planeten, wat nodig is voor de vorming van methaan en moleculaire stikstof, waarvan de laatste ook op Eris werd gedetecteerd.

Deze omstandigheden duiden op de aanwezigheid van hydrothermische reacties in de rotskernen. Warmte en druk veranderen het materiaal in methaangas. Deze laatste migreren vervolgens naar het oppervlak door ontgassing of vulkanische activiteit. Voor de productie van methaan zijn temperaturen boven de 150°C nodig. Het komt waarschijnlijk door het verval van radioactieve isotopen in de kern. Deze innerlijke activiteit zou ook kunnen duiden op de aanwezigheid van vloeibaar water onder het ijskoude oppervlak, waardoor de mogelijkheid van bewoonbaarheid op deze werelden toeneemt.

Waarnemingen door Will Grundy van Lowell Observatory benadrukken een koolstofisotoopverhouding die duidt op een recente terugkeer. Dit versterkt het idee van actieve en recente geologische activiteit. Het is waarschijnlijk dat het methaan naar het oppervlak van deze dwergplaneten zal kunnen brengen.

>> Lees ook: Er is mogelijk een ijs-supervulkaan ontdekt op Pluto

Effecten van geothermische energie op de vorming en evolutie van dwergplaneten

De ontdekking van aanzienlijke geothermische activiteit op dwergplaneten zoals Eris en Makemake daagt onze eerdere opvattingen over de aard van deze verre objecten sterk uit. Tot voor kort beschouwde de wetenschappelijke gemeenschap deze hemellichamen als grotendeels inerte entiteiten. Hun ijzige oppervlakken getuigen van een bevroren geologische geschiedenis sinds het ontstaan ​​van het zonnestelsel, waardoor ze geclassificeerd worden als sporen van planetaire vorming. Ze boden weinig interne dynamiek of significante veranderingen in de loop van de tijd. Het identificeren van geothermische activiteit suggereert echter een heel ander verhaal, omdat deze objecten verre van statisch zijn.

De aanwezigheid van actieve geothermische processen suggereert dat dwergplaneten het toneel kunnen zijn van complexe geologische verschijnselen. Deze dynamische interne processen hebben het potentieel om het oppervlak van deze dwergplaneten in de loop van de tijd radicaal te transformeren. Ze wijzigen de verdeling en samenstelling van oppervlakte-ijs. Bovendien kunnen bij deze binnenactiviteit vluchtige gassen, zoals methaan, in de atmosfeer terechtkomen. Het gevolg? Creëer micro-omgevingen waarin de omstandigheden aanzienlijk verschillen van de verwachte omstandigheden op objecten zo ver van de zon.

>> Lees ook: Uit het onderzoek blijkt dat veel van de manen van Uranus ondergrondse oceanen kunnen bevatten

Bewoonbare werelden op dwergplaneten?

Het vrijkomen van gassen zoals methaan uit het binnenste van deze planeten zou kunnen bijdragen aan een dikkere, complexere atmosfeer dan eerder werd verwacht. Dit zou de warmteopslag beïnvloeden en kan ertoe leiden dat onder bepaalde omstandigheden vloeistoffen op het oppervlak achterblijven. Deze verschijnselen kunnen op hun beurt de mechanismen van vorming en evolutie van atmosferen in soortgelijke lichamen beïnvloeden. Deze bevindingen bieden een nieuw raamwerk om te begrijpen hoe bewoonbare omgevingen evolueren in gebieden die voorheen als onherbergzaam werden beschouwd.

De theorieën van Iris en Makemake over de oorsprong van methaan zouden kunnen worden uitgebreid tot Saturnusmaan Titan. Recente studies suggereren dat methaan aan de oppervlakte de ondergrondse oceaan van Titan niet bereikt, waardoor de bewoonbaarheid ervan in twijfel wordt getrokken. Als Titan echter geothermisch methaan in zijn kern genereert, zoals waargenomen bij Iris en Makemake, is het mogelijk dat de oceaan van binnenuit verrijkt is met koolstofverbindingen, in plaats van vanaf het oppervlak.

>> Lees ook: De dwergplaneet Ceres, gelegen tussen Mars en Jupiter, zou een ideale plek zijn om een ​​vorm van buitenaards leven te huisvesten

bron : Ikarus