Woda jest jedyną rzeczą, jakiej potrzebuje całe życie na Ziemi, a cykl deszczu, rzeki, oceanu i deszczu jest zasadniczą częścią tego, co utrzymuje stabilny i gościnny klimat naszej planety. Kiedy naukowcy mówią o tym, gdzie szukać oznak życia w całej galaktyce, na szczycie listy zawsze znajdują się planety z wodą.
Nowe badanie sugeruje, że o wiele więcej planet może mieć duże ilości wody, niż wcześniej sądzono – nawet w połowie wody iw połowie skał. Połów? Cała ta woda jest prawdopodobnie osadzona w skale, a nie płynie jak oceany lub rzeki na powierzchni.
„Niespodzianką było zobaczyć dowody na to, że tak wiele wodnych światów krąży wokół najpowszechniejszego typu gwiazd w galaktyce” – powiedział Rafael Luque, pierwszy autor nowego artykułu i badacz z tytułem doktora na Uniwersytecie w Chicago. „Ma to ogromne konsekwencje dla poszukiwań planet nadających się do zamieszkania”.
Planetarne wzorce populacji
Dzięki lepszym instrumentom teleskopowym naukowcy znajdują oznaki coraz większej liczby planet w odległych układach słonecznych. Większy rozmiar próbki pomaga naukowcom zidentyfikować wzorce demograficzne – podobnie jak spojrzenie na populację całego miasta może ujawnić trendy, które są trudne do zaobserwowania na poziomie indywidualnym.
Luque, wraz ze współautorem Enric Pallé z Instytutu Astrofizyki Wysp Kanaryjskich i Uniwersytetu La Laguna, postanowili przyjrzeć się na poziomie populacji grupie planet, które są widoczne wokół typu gwiazdy zwanego M- krasnolud. Te gwiazdy są najczęstszymi gwiazdami, jakie widzimy wokół nas w galaktyce, a naukowcy do tej pory skatalogowali dziesiątki planet wokół nich.
Ale ponieważ gwiazdy są o wiele jaśniejsze niż ich planety, nie możemy zobaczyć samych planet. Zamiast tego naukowcy wykrywają słabe oznaki wpływu planet na ich gwiazdy – cień powstały, gdy planeta przechodzi przed swoją gwiazdą, lub maleńkie szarpnięcie ruchu gwiazdy, gdy planeta krąży wokół niej. Oznacza to, że pozostaje wiele pytań dotyczących tego, jak te planety faktycznie wyglądają.
„Dwa różne sposoby odkrywania planet dają różne informacje” – powiedział Pallé. Łapiąc cień powstały, gdy planeta przecina swoją gwiazdę, naukowcy mogą znaleźć średnicę planety. Mierząc maleńkie przyciąganie grawitacyjne, jakie planeta wywiera na gwiazdę, naukowcy mogą określić jej masę.
Łącząc te dwa pomiary, naukowcy mogą poznać budowę planety. Być może jest to duża, ale przewiewna planeta zbudowana głównie z gazu, taka jak Jowisz, lub mała, gęsta, skalista planeta, taka jak Ziemia.
Analizy te zostały wykonane dla pojedynczych planet, ale znacznie rzadziej dla całej znanej populacji takich planet w galaktyce Drogi Mlecznej. Gdy naukowcy przyjrzeli się liczbom – łącznie 43 planety – ujrzeli wyłaniający się zaskakujący obraz.
Gęstość dużej części planet sugerowała, że są one zbyt lekkie, aby mogły składać się z czystej skały. Zamiast tego planety te są prawdopodobnie w połowie skałą iw połowie wodą lub inną lżejszą cząsteczką. Wyobraź sobie różnicę między podnoszeniem piłki do kręgli a piłką nożną: są mniej więcej tego samego rozmiaru, ale jedna jest wykonana z dużo lżejszego materiału.
Poszukiwanie wodnych światów
Kuszące może być wyobrażenie sobie tych planet jak coś z Wodnego Świata Kevina Costnera: całkowicie pokryte głębokimi oceanami. Jednak planety te znajdują się tak blisko swoich słońc, że jakakolwiek woda na powierzchni istniałaby w nadkrytycznej fazie gazowej, co zwiększyłoby ich promień. „Ale nie widzimy tego w próbkach” – wyjaśnił Luque. „To sugeruje, że woda nie jest w formie powierzchni oceanu”.
Zamiast tego woda może istnieć zmieszana ze skałą lub w zagłębieniach pod powierzchnią. Warunki te byłyby podobne do księżyca Jowisza, Europy, który, jak się uważa, ma pod ziemią wodę w stanie ciekłym.
„Byłem zszokowany, gdy zobaczyłem tę analizę – ja i wiele osób w tej dziedzinie założyliśmy, że są to suche, skaliste planety” – powiedział Jacob Bean, naukowiec zajmujący się egzoplanetami z UChicago, do którego grupy Luque dołączył, aby przeprowadzić dalsze analizy.
Odkrycie pasuje do teorii formowania się egzoplanet, która wypadła z łask w ciągu ostatnich kilku lat, co sugeruje, że wiele planet formuje się dalej w swoich układach słonecznych i migruje z czasem do wewnątrz. Wyobraź sobie kępy skał i lodu formujące się razem w zimnych warunkach daleko od gwiazdy, a następnie powoli wciągane do wewnątrz przez grawitację gwiazdy.
Chociaż dowody są przekonujące, Bean powiedział, że on i inni naukowcy nadal chcieliby zobaczyć „dymiący dowód na broń”, że jedna z tych planet jest światem wodnym. To coś, co naukowcy mają nadzieję zrobić z JWST, nowo wystrzelonym teleskopem kosmicznym NASA, który jest następcą Hubble’a.
Źródło historii:
Materiały dostarczone przez Uniwersytet w Chicago. Oryginał napisany przez Louise Lerner. Uwaga: Treść można edytować pod kątem stylu i długości.