Zaskakujące odkrycie pokazuje, że więcej planet może zawierać wodę – która wspiera życie – niż wcześniej sądzono.
Woda jest jedyną rzeczą, której potrzebuje całe życie na Ziemi, a cykl deszczu, rzeki, oceanu i deszczu jest istotną 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 – w połowie wody, a w połowie skały, prawdopodobnie osadzonej w skale, a nie płynącej 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”.
Czytaj: Droga Mleczna, która wygląda jak obca planeta
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 trudno dostrzec 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 zwanej M-dwarf. Te gwiazdy są najczęstszymi gwiazdami, jakie widzimy wokół nas w galaktyce, a naukowcy do tej pory skatalogowali dziesiątki planet wokół nich.
Czytaj: Kosmiczne miejsce w Krakowie, czyli Cosmic Games Pub!
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.
Następnie, 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 i w połowie wodą lub inną lżejszą cząsteczką. Wyobraź sobie różnicę między podnoszeniem piłki do kręgli a piłki nożnej: są mniej więcej tego samego rozmiaru, ale jedna jest wykonana z dużo lżejszego materiału.
Koniecznie zajrzyj na f7.pl
Poszukiwanie wodnych światów
Kuszące może być wyobrażenie 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 ma postaci 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, opublikowane w czasopiśmie Science, zgadza się z teorią 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 z czasem migruje do wewnątrz. Wyobraź sobie kępy skał i lodu tworzące 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 „dowód”, że jedna z tych planet to wodny świat. To coś, co naukowcy mają nadzieję zrobić z JWST, nowo wystrzelonym teleskopem kosmicznym NASA, który jest następcą Hubble’a.
