องค์ประกอบที่ไม่ถูกต้องอาจป้องกันกิจกรรมการแปรสัณฐานที่จำเป็นสำหรับชีวิตได้ซานฟรานซิ สโก — สำหรับดาวเคราะห์นอกระบบบางดวง การอยู่ในโซนโกลดิล็อคส์ไม่เพียงพอ การวิจัยใหม่ชี้ว่าดาวเคราะห์จะต้องประกอบด้วยสิ่งที่ถูกต้องเพื่อที่จะเป็นแหล่งกำเนิดของชีวิต
ดาวเคราะห์ที่ประกอบด้วยเครื่องดื่มค็อกเทลบางองค์ประกอบไม่สามารถเป็นเจ้าภาพในการรีไซเคิลแผ่นเปลือกโลกคล้ายโลกอย่างต่อเนื่อง การจำลองใหม่ของการตกแต่งภายในดาวเคราะห์นอกระบบบ่งชี้ เคย์แมน อุนเทอร์บอร์น ซึ่งนำเสนอผลงานเมื่อวันที่ 18 ธันวาคมที่งานประชุมฤดูใบไม้ร่วงของสหภาพธรณีฟิสิกส์อเมริกัน ระบุ การวัดองค์ประกอบของดาวสามารถช่วยนักดาราศาสตร์ให้จำกัดรายชื่อดาวเคราะห์ที่อาจอาศัยอยู่ได้
“นี่เป็นวิธีคิดแบบใหม่ นักดาราศาสตร์ไม่ได้คิดในแง่ธรณีวิทยา”
อุนเทอร์บอร์น นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์นอกระบบจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอ กล่าว นักล่าดาวเคราะห์นอกระบบในปัจจุบันปฏิบัติต่อดาวเคราะห์นอกระบบว่ามีความเป็นไปได้ที่จะอยู่อาศัยได้หากตกลงมาจากดวงอาทิตย์ในระยะที่เหมาะสมเพื่อให้น้ำมีอยู่ในรูปของเหลว
“เมื่อเราพูดถึงดาวเคราะห์ที่เอื้ออาศัยได้ อาจไม่ฉลาดที่จะพูดว่าโซนโกลดิล็อคส์ – อาจมีองค์ประกอบของโกลดิล็อคส์ด้วย” อุนเทอร์บอร์นกล่าว
พื้นผิวโลกแบ่งออกเป็นปริศนาจิ๊กซอว์ของการขยับแผ่นแข็ง เมื่อแผ่นเปลือกโลกสองแผ่นชนกัน แผ่นหนึ่งสามารถดำดิ่งลงไปใต้อีกแผ่นหนึ่งและลงไปในเสื้อคลุมได้ การเหลื่อมนี้ช่วยควบคุมระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ หากปราศจากการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก CO 2จากการปะทุของภูเขาไฟจะสะสมโดยไม่ได้รับการตรวจสอบและปรุงอาหารให้โลก เช่นเดียวกับบนดาวศุกร์
ในตอนแรกจานที่เลื่อนลงมานั้นเบาเกินไปที่จะจมลงไปในเสื้อคลุม เมื่อแรงกดดันเพิ่มขึ้นระหว่างการสืบเชื้อสาย อะตอมในเพลตได้รับการจัดโครงสร้างใหม่ซึ่งทำให้เพลตหนาแน่นขึ้น การเปลี่ยนแปลงเฟสนี้ ซึ่งอยู่ต่ำกว่าพื้นดินประมาณ 40 กิโลเมตร ทำให้จานสามารถจมลึกลงไปในเสื้อคลุมได้ หากไม่มีการเปลี่ยนแปลงระยะนี้ แผ่นที่จมก็จะหยุดและปิดการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก
คุณสมบัติการเปลี่ยนเฟสขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของดาวเคราะห์ ปัจจุบันนักดาราศาสตร์ไม่สามารถวัดองค์ประกอบของดาวเคราะห์นอกระบบได้ แต่สามารถวัดค่าดวงดาวได้ เนื่องจากดาวฤกษ์มีองค์ประกอบที่คล้ายคลึงกันมากกับดาวเคราะห์ของพวกมัน Unterborn และเพื่อนร่วมงานสามารถใช้ข้อมูลจากดาวฤกษ์เพื่อประมาณการส่วนผสมของธาตุของดาวเคราะห์
องค์ประกอบหลักสำหรับดาวเคราะห์หิน
ได้แก่ แมกนีเซียมและซิลิกอน เมื่อรวมกันแล้ว องค์ประกอบเหล่านี้ให้มวลประมาณ 29 เปอร์เซ็นต์ของโลก ส่วนผสมของทั้งสองมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการก่อตัวของแร่ธาตุ การจำลองพลวัตของดาวเคราะห์นอกระบบที่มีองค์ประกอบหลากหลาย Unterborn และเพื่อนร่วมงานพบว่าดาวเคราะห์ที่อุดมด้วยซิลิกอนซึ่งมีอัตราส่วนแมกนีเซียมต่อซิลิกอนเล็กกว่าโลกประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ไม่สามารถรองรับการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกได้ แผ่นเปลือกโลกที่จมบนดาวเคราะห์เหล่านี้ยังคงมีการเปลี่ยนแปลงเฟส แต่จะไม่มีวันหนาแน่นไปกว่าวัสดุที่อยู่รอบๆ ขณะนี้ทีมกำลังคำนวณช่วงที่แน่นอนของดาวฤกษ์ที่ไม่สามารถมีดาวเคราะห์นอกระบบที่มีการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกได้
แม้แต่ส่วนผสมที่เหมาะสมก็ไม่ได้รับประกันการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก ในบรรดาดาวเคราะห์หินสี่ดวงในระบบสุริยะของเรา มีเพียงโลกเท่านั้นที่ทราบว่ามีการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก การค้นพบนี้เป็นวิธีการตัดดาวเคราะห์นอกระบบออกจากรายการที่อาจเอื้ออาศัยได้ ไม่ได้ใส่ไว้ในรายการตั้งแต่แรก Unterborn กล่าว
งานใหม่นี้เป็นขั้นตอนใน “ทิศทางที่ถูกต้อง” นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์ Lindy Elkins-Tanton จากมหาวิทยาลัยรัฐแอริโซนาใน Tempe กล่าว แต่การยืนยันผลลัพธ์จะเป็นเรื่องยาก เธอเตือน “แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่เราจะตรวจพบว่าดาวเคราะห์นอกระบบมีเปลือกโลกหรือไม่” เธอกล่าว “มันจะไม่เกิดขึ้นในอีกสองสามทศวรรษข้างหน้า เราไม่สามารถบอกได้ด้วยซ้ำว่าดาวศุกร์มีการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกหรือไม่ และมันอยู่ติดกัน”
เจาะลึกดังนั้นโบลตันและเพื่อนร่วมงานจึงได้แนวคิดอื่น แนวคิดหนึ่งที่จะกลายเป็นภารกิจจูโน ดาวพฤหัสบดีเรืองแสงด้วยรังสีไมโครเวฟในขณะที่มันยังคงเย็นตัวลงจากการก่อตัวเมื่อนานมาแล้ว และน้ำสามารถดูดซับคลื่นความถี่ไมโครเวฟที่เฉพาะเจาะจงได้ดีเยี่ยม หากเรือลำหนึ่งสามารถโคจรรอบดาวพฤหัสบดีและวัดว่าความถี่เหล่านั้นถูกดูดกลืนไปมากน้อยเพียงใด นักวิจัยสามารถทราบได้ว่า H 2 O ซ่อนอยู่ใต้เมฆมากน้อยเพียงใด ในการวัดไมโครเวฟ Juno จะวนรอบโลกหลายครั้งและบันทึกความเข้มของคลื่นความถี่หลายคลื่น
แต่น้ำเพียงอย่างเดียวไม่ได้บอกทุกอย่างเกี่ยวกับการเกิดของโลก สำหรับเรื่องราวที่เหลือ นักวิจัยจำเป็นต้องรู้ว่าดาวพฤหัสบดีมีแกนกลางที่มั่นคงหรือไม่
ทฤษฎีหนึ่งที่อธิบายว่าดาวเคราะห์ยักษ์ก่อตัวขึ้นอย่างไรคือเริ่มจากเมล็ดของหินและน้ำแข็งที่ดึงดูดบรรยากาศที่พองโต อีกแนวคิดหนึ่งก็คือ พวกมันก่อตัวเมื่อหยดของไฮโดรเจนและก๊าซฮีเลียมยุบตัวลงภายใต้น้ำหนักของมันเอง ข้ามการสร้างแกนที่เป็นของแข็งไปเลย
