Planeta węglowa

Wizja artystyczna planety węglowej (ciemną i rudawą barwę jej powierzchni nadają osady węglowodorowe)

Artystyczna wizualizacja planety węglowej

Planeta węglowa (planeta diamentowa, planeta węglikowa) – jedna z odmian planety skalistej. W odróżnieniu od typowej planety skalistej (jak Ziemia) jej węglowy odpowiednik bazuje na chemii opartej na węglu. Popularyzatorami idei istnienia takich planet są amerykański astrofizyk Marc Kuchner oraz amerykańsko-kanadyjska astronom Sara Seager. Z uwagi na ciśnienie panujące we wnętrzu taka planeta przypuszczalnie zawiera wielkie ilości diamentów.

Obecnie brakuje danych pozwalających stwierdzić, że któraś spośród ponad tysiąca znanych planet pozasłonecznych jest planetą węglową.

Lokalizacja

Przypuszcza się, że planety węglowe istnieją w obszarach galaktyk, w których znajduje się dużo gwiazd węglowych (gwiazd z większą niż Słońce zawartością węgla) oraz jednocześnie jest mniej tlenu. Węgiel ten po śmierci gwiazd trafiał do ośrodka międzygwiazdowego, a z obłoków molekularnych przedostawał się do dysków protoplanetarnych wokół nowo powstałych gwiazd. Miejsca takie występują blisko centrum Galaktyki. Dla porównania Ziemia znajduje się w ramieniu spiralnym Galaktyki, gdzie jest mniej gwiazd węglowych – dlatego w Układzie Słonecznym nie istnieje żadna planeta węglowa.

Jedną z możliwych lokalizacji potencjalnych planet pozasłonecznych opartych na węglu może być otoczenie pulsara PSR 1257+12. Powstał on w wyniku eksplozji gwiazdy zawierającej węgiel; cztery znane planety okrążające ten pulsar również mogą być bogate w węgiel. Marc Kuchner oraz Aki Roberge z Centrum Lotów Kosmicznych imienia Roberta H. Goddarda w Maryland doszli do wniosku, że w dysku protoplanetarnym wokół młodej gwiazdy beta Pictoris także może istnieć planeta węglowa, sam dysk zawiera bowiem znaczne ilości węgla.

Budowa

Wewnętrzne geosfery planety węglowej są podobne do ich odpowiedników w typowych planetach typu ziemskiego, których budowa oparta jest na krzemianach. Istnieje zatem jądro, płaszcz i skorupa. Różnica tkwi w ich składzie; modelowanie przemian fazowych w takich planetach wskazuje, że pomiędzy skorupą a płaszczem istnieje jeszcze jedna warstwa przejściowa. Jądro planety węglowej składa się z żelaza, niklu i węgla. Płaszcz zbudowany jest z węglików, w tym z karbidu, węgliku krzemu oraz z węgliku tytanu. Podobne związki wchodzą w skład skorupy. Pomiędzy skorupą a płaszczem istnieje hipotetycznie jeszcze jedna warstwa złożona z diamentu (alotropowej odmiany węgla). Przyczyną tego może być istniejące wewnątrz duże ciśnienie, które przekształciło grafit w diament.

Powierzchnia

Również substancje występujące na powierzchni takiej planety to w większości związki węgla. Na stałej powierzchni takiej planety może występować grafit oraz liczne osady węglowodorowe. Jeżeli występują oceany i morza, to mogą one przypominać składem jeziora na Tytanie, zawierające węglowodory (m.in. metan lub benzen). W niektórych miejscach powierzchni mogłyby występować diamenty, jako składnik tamtejszych skał metamorficznych.

Planety węglowe mogą być całkowicie pozbawione wody, gdyż tlen w powstającym układzie planetarnym byłby wiązany przez węgiel, w postaci tlenku węgla. W takim układzie mogą nie występować ciała zawierające duże ilości wody, na przykład komety i planetoidy bogate w lód.

Atmosfera

Atmosfera hipotetycznej planety węglowej, tak jak jej pozostałe warstwy, opiera się na związkach węgla. Mogą być to lotne węglowodory: metan, etan oraz bardziej złożone cząstki, występujące w postaci zawiesiny (mgły) w atmosferze, tworzone przez reakcje fotochemiczne; w Układzie Słonecznym związki takie występują w dużych ilościach w atmosferze Tytana (księżyca Saturna). Na Ziemi podobny skład chemiczny ma smog, występujący nad wielkimi miastami i obszarami silnie uprzemysłowionymi. W przeciwieństwie do niego atmosfera węglowej planety jest pozbawiona wody. Mogą występować czarne chmury z sadzy, nad gruntem może unosić się żółtawa mgła.

Bibliografia

• Earth-Like Planets May Be Made of Carbon. styczeń 2010.