Planeta oceaniczna

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Artystyczna wizja planety oceanicznej

Planeta oceaniczna – hipotetyczny typ planety, której powierzchnia jest pokryta całkowicie wodami oceanu. W Układzie Słonecznym nie ma przykładu takiego ciała. Może ono powstać wskutek migracji planety złożonej w dużym stopniu z lodu na orbitę położoną bliżej gwiazdy.

Geneza[edytuj | edytuj kod]

Zgodnie z obecnym poglądem na powstawanie planet, ciała złożone w dużym stopniu z lodu tworzą się w zewnętrznej części układu planetarnego, poza tzw. "linią śniegu", gdzie mogą kondensować substancje lotne takie jak woda, tlenki węgla czy amoniak. Mogą one pozostać na dalekich orbitach; w naszym Układzie Słonecznym takimi planetami są Uran i Neptun, tzw. "lodowe olbrzymy". Planety te posiadają znacznych rozmiarów pierwotne atmosfery wodorowo-helowe, których mogą być pozbawione przynajmniej niektóre planety krążące po ciaśniejszych orbitach.

Planeta może zmienić orbitę na skutek oddziaływania z innymi planetami lub dyskiem protoplanetarnym. Kiedy planeta przemieści się na orbitę bliższą gwiazdy, część lub całość lodu może ulec stopieniu, tworząc planetę oceaniczną. Jeżeli planeta przekroczy wewnętrzną granicę ekosfery, w której ciekła woda może istnieć na powierzchni, oceany stopniowo wyparują, aczkolwiek aż do temperatury krytycznej wody (647 K=374 °C) gorący ocean może być w równowadze termodynamicznej z atmosferą przesyconą parą[1]. Znane są planety o masie Neptuna, w których przypadku najprawdopodobniej zaszedł taki proces; są to tzw. gorące neptuny.

Planety o masie nawet tak małej jak 0,1 masy Ziemi mogą zachować większość substancji lotnych (w tym wody) w całym okresie istnienia układu planetarnego, krążąc w odległości nie mniejszej niż 0,3 j.a. od gwiazdy podobnej do Słońca, jeżeli tylko ich migracja zajdzie po utworzeniu się planet skalistych i unikną wielkich impaktów. Planety o masie większej niż 10 mas Ziemi mogą zgromadzić znaczne ilości gazu z mgławicy wokół gwiazdy i stać się gazowymi olbrzymami[1].

Charakterystyka[edytuj | edytuj kod]

Diagram fazowy wody

Ocean pokrywający taką planetę może być znacznie głębszy niż oceany Ziemi i mieć nawet kilkaset kilometrów głębokości. Dno tego oceanu mogą stanowić skały, jeżeli większość wody jest w postaci ciekłej, lub lód o innej strukturze krystalicznej niż ten znany z życia codziennego. Pod wpływem wysokiego ciśnienia panującego na głębokości ponad kilkuset kilometrów woda krystalizuje, nawet w temperaturze kilkuset stopni Celsjusza. Spotykany zwykle na Ziemi lód-I jest lżejszy od ciekłej wody i pływa po jej powierzchni, ale inne odmiany polimorficzne lodu, jak lód-VI czy lód-VII (tzw. "gorący lód"), są od niej gęstsze. Płaszcz lodowy może mieć nawet kilka tysięcy kilometrów grubości. W takich warunkach na dnie nie mogłyby istnieć kominy hydrotermalne, a przypuszcza się że to w ich sąsiedztwie mogło powstać życie na Ziemi. Zatem ewentualna obecność życia na planecie oceanicznej mogłaby podważać tę hipotezę[2].

Na powierzchni planet oceanicznych nie ma lądów, które powstrzymywałyby ruch mas wody, z tego powodu mogą być one bardzo burzliwe. Jeżeli temperatura powierzchniowa jest bardzo wysoka, woda może stać się płynem nadkrytycznym. W takim przypadku nie istnieje granica między atmosferą przesyconą parą wodną, a oceanem.

Kandydaci[edytuj | edytuj kod]

Spośród poznanych dotąd planet można wskazać ciała, których rozmiary i położenie dopuszczają, aby były to planety oceaniczne. Planeta GJ 1214 b ma promień 2,7 razy większy od Ziemi, krąży blisko swojej gwiazdy i choć prawdopodobnie składa się w 75% z wody[3], to są to głównie wysokociśnieniowe odmiany lodu i para. Woda w postaci cieczy, tworząca ocean, może potencjalnie istnieć na tej planecie dzięki wysokiemu ciśnieniu[4]. Dalsze obserwacje planety potwierdzają, że zawiera ona znaczne ilości wody i gęstą atmosferę, której głównym składnikiem jest para wodna[5].

Innym ciałem, które może być planetą oceaniczną jest Gliese 581 d, o masie 7 M, krążąca blisko zewnętrznej granicy ekosfery swojej gwiazdy[6]. Może ona być pokryta globalnym oceanem, prawdopodobnie z lodem morskim przynajmniej na części powierzchni.

Planeta Kepler-22b również może być ciałem tego typu, jeżeli ma odpowiednio małą rzeczywistą masę – ok. 10 M. Jest ona podobna pod względem rozmiaru do GJ 1214 b, ale krąży w ekosferze swojej gwiazdy i jeżeli występuje na niej efekt cieplarniany podobny do ziemskiego, ma średnią temperaturę 22 °C. W takim przypadku może pokrywać ją ocean skryty pod gęstą warstwą chmur, bez żadnego kontynentu na powierzchni[7].

Kepler-62e i Kepler-62f, odkryte przez teleskop Keplera w 2013 roku, są najprawdopodobniej planetami oceanicznymi. Ocean na drugiej z nich może być pokryty lodem z powodu niskiej temperatury, o ile nie występuje tam silny efekt cieplarniany. [8]

W fantastyce naukowej[edytuj | edytuj kod]

Planety pokryte całkowicie lub w znacznym stopniu oceanem są motywem obecnym w literaturze, filmach i grach komputerowych z gatunku science-fiction. Do znanych przykładów należą:

Przypisy

  1. 1,0 1,1 Marc J. Kuchner. Volatile-rich Earth-Mass Planets in the Habitable Zone. „Astrophysical Journal”, 2003. 
  2. Alain Léger. A New Family of Planets? "Ocean Planets". „Icarus”. 169 (2), s. 499-504, 2003. 
  3. Waterworld planet is more Earth-like than any discovered before. guardian.co.uk, 16.12.2009. Artykuł błędnie ocenia głębokość potencjalnego oceanu.
  4. L.A. Rogers, S. Seager. Three Possible Origins for the Gas Layer on GJ 1214b. „The Astrophysical Journal”, 2009-12-16. 
  5. Hubble Reveals a New Class of Extrasolar Planet. ScienceDaily, 2012-02-21. [dostęp 2012-02-22].
  6. First "serious candidate" for ocean planet. „Cosmos Magazine”, 2009-04-22. 
  7. Abel Mendez Torres: Updates on Exoplanets during the First Kepler Science Conference. Planetary Habitability Laboratory, na Uniwersytecie Portorykańskim w Arecibo, 2011-12-08.
  8. Water worlds surface: Planets covered by global ocean with no land in sight. Harvard Gazette, 2013-04-18. [dostęp 2013-10-24].
  9. "What If All the Ice Melts?" Myths and Realities

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]