Jakten på exoplanet har avslørt noen veldig interessante ting om universet vårt. I tillegg til de mange gassgigantene og “Super-Jupiters” oppdaget av oppdrag som Kepler, har det også vært de mange eksoplanettkandidatene som kan sammenlignes i størrelse og struktur med Jorden. Men selv om disse kroppene kan være landlige (dvs. sammensatt av mineraler og steinete materialer), betyr ikke det at de er "jordlignende".
For eksempel, hva slags mineraler går inn i en steinete planet? Og hva kan disse spesielle komposisjonene bety for planetens geologiske aktivitet, som er iboende for planetutviklingen? Ifølge en ny studie produsert av et team av astronomer og geofysikere, avhenger sammensetningen av en exoplanet av den kjemiske sammensetningen av stjernen - noe som kan ha alvorlige konsekvenser for dens levedyktighet.
Funnene av denne studien ble presentert på 229. møte i American Astronomical Society (AAS), som vil finne sted fra 3. januar til 7. januar. Under en ettermiddagspresentasjon - med tittelen "Mellom en stein og et hardt sted: Kan granatplaneter være vanlige?" - Johanna Teske (en astronom fra Carnegie Institute of Science) viste hvordan forskjellige typer stjerner kan produsere enormt forskjellige planeter.
Ved hjelp av Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), som er en del av Sloan Digital Sky Survey (SDSS) Teleskop ved Apache Point Observatory, undersøkte de spektrografisk informasjon hentet fra 90 stjerners systemer - som også ble observert av Kepler Mission. Disse systemene er av spesiell interesse for eksoplanettjegere fordi de har vist seg å inneholde steinete planeter.
Som Teske forklarte under presentasjonen, kan denne informasjonen hjelpe forskere til å legge ytterligere begrensninger for hva som må til for at en planet skal være beboelig. "[O] ur-studien kombinerer nye observasjoner av stjerner med nye modeller av planetarisk interiør," sa hun. "Vi ønsker å forstå mangfoldet i liten, steinaktig eksoplanettkomposisjon og struktur - hvor sannsynlig er det at de har platetektonikk eller magnetiske felt?"
Med fokus på spesielt to stjernersystemer - Kepler 102 og Kepler 407 - demonstrerte Teske hvordan sammensetningen av en planet har mye å gjøre med sammensetningen av stjernen. Mens Kepler 102 har fem kjente planeter, Kepler 407, har to forskjellige planeter - den ene gasformige og den andre landlige. Og mens Kepler 102 er ganske lik vår sol (litt mindre lysende), har Kepler 407 nær samme masse (men mye mer silisium).
For å forstå hvilke konsekvenser disse forskjellene kan ha for planetdannelse, vendte SDSS-teamet seg til et team med geofysikere. Ledet av Cayman Unterborn fra Arizona State University, kjørte dette teamet datamodeller for å se hvilke planeter hvert system ville ha. Som Unterborn forklarte:
“Vi tok stjernekomposisjonene funnet av APOGEE og modellerte hvordan elementene kondenserte til planeter i modellene våre. Vi fant ut at planeten rundt Kepler 407, som vi kalte ‘Janet,’ sannsynligvis ville være rik på mineralgranetten. Planeten rundt Kepler 102, som vi kalte 'Olive', er sannsynligvis rik på olivin, som Jorden. "
Denne forskjellen vil ha betydelig innvirkning på planetarisk tektonikk. For en er granat mye mer stiv enn olivin, noe som betyr at "Janet" vil oppleve mindre i veien for langsiktig platetektonikk. Dette vil igjen bety at prosesser som antas å være essensielle for livet på jorden - som vulkansk aktivitet, atmosfærisk gjenvinning og mineralutveksling mellom jordskorpen og mantelen - vil være mindre vanlige.
Dette reiser ytterligere spørsmål om brukbarheten til ”jordlignende” planeter i andre stjernesystemer. I tillegg til å være steinete og ha sterke magnetiske felt og levedyktige atmosfærer, ser det ut til at eksoplaneter også trenger å ha den rette blandingen av mineraler for å støtte liv - liv slik vi kjenner det, uansett. Dessuten hjelper denne typen forskning oss også til å forstå hvordan livet ble til på jorden i utgangspunktet.
Ser fremover, håper forskerteamet å utvide studien til å omfatte alle de 200 000 stjernene kartlagt av APOGEE for å se hvilke som kan være vert for landlige planeter. Dette vil tillate astronomer å bestemme mineralsammensetningen i mer steinete verdener, og dermed hjelpe dem med å bestemme hvilke steinete eksoplaneter som er "jordlignende", og hvilke som bare er "jordstore".
