Som uppdrag som NASA:s Hubble Space Telescope, TESS och Kepler fortsätter att ge insikter om egenskaperna hos exoplaneter (planeter runt andra stjärnor), forskare kan i allt högre grad sätta ihop hur dessa planeter ser ut, vad de är gjorda av, och om de kunde vara beboeliga eller rentav bebodda.

I en ny studie publicerad nyligen i The Planetary Science Journal , ett team av forskare från Arizona State University (ASU) och University of Chicago har bestämt att vissa kolrika exoplaneter, under de rätta omständigheterna, kan vara gjord av diamanter och kiseldioxid.

"Dessa exoplaneter är olik någonting i vårt solsystem, " säger huvudförfattaren Harrison Allen-Sutter från ASU:s School of Earth and Space Exploration.

Diamant exoplanetbildning

När stjärnor och planeter bildas, de gör det från samma moln av gas, så deras bulksammansättningar är likartade. En stjärna med ett lägre förhållande mellan kol och syre kommer att ha planeter som jorden, består av silikater och oxider med en mycket liten diamanthalt (Jordens diamanthalt är ca 0,001%).

Men exoplaneter runt stjärnor med ett högre förhållande mellan kol och syre än vår sol är mer benägna att vara kolrika. Allen-Sutter och medförfattarna Emily Garhart, Kurt Leinenweber och Dan Shim från ASU, med Vitali Prakapenka och Eran Greenberg från University of Chicago, hypotesen att dessa kolrika exoplaneter kunde omvandlas till diamant och silikat, om vatten (som är rikligt i universum) fanns närvarande, skapa en diamantrik komposition.

Diamant-städ och röntgen

För att testa denna hypotes, forskargruppen behövde efterlikna det inre av karbidexoplaneter med hjälp av hög värme och högt tryck. Att göra så, de använde högtrycksdiamant-städceller på medförfattaren Shim's Lab for Earth and Planetary Materials.

Först, de nedsänkte kiselkarbid i vatten och komprimerade provet mellan diamanter till ett mycket högt tryck. Sedan, att övervaka reaktionen mellan kiselkarbid och vatten, de genomförde laseruppvärmning vid Argonne National Laboratory i Illinois, röntgenmätningar medan lasern värmde provet vid höga tryck.

Som de förutspådde, med hög värme och tryck, kiselkarbiden reagerade med vatten och förvandlades till diamanter och kiseldioxid.

Beboelighet och beboelighet

Än så länge, vi har inte hittat liv på andra planeter, men sökandet fortsätter. Planetforskare och astrobiologer använder sofistikerade instrument i rymden och på jorden för att hitta planeter med rätt egenskaper och rätt plats runt sina stjärnor där liv kan finnas.

För kolrika planeter som är i fokus för denna studie, dock, de har sannolikt inte de egenskaper som behövs för livet.

Medan jorden är geologiskt aktiv (en indikator för beboelighet), resultaten av denna studie visar att kolrika planeter är för svåra för att vara geologiskt aktiva och denna brist på geologisk aktivitet kan göra atmosfärens sammansättning obeboelig. Atmosfärer är avgörande för livet eftersom det ger oss luft att andas, skydd från rymdens hårda miljö, och jämnt tryck för att tillåta flytande vatten.

"Oavsett beboelighet, detta är ytterligare ett steg för att hjälpa oss förstå och karakterisera våra ständigt ökande och förbättrade observationer av exoplaneter, " säger Allen-Sutter. "Ju mer vi lär oss, desto bättre kommer vi att kunna tolka nya data från kommande framtida uppdrag som James Webb Space Telescope och Nancy Grace Roman Space Telescope för att förstå världarna bortom vårt eget solsystem."