Planeter på størrelse med jorden med rigeligt vand statistisk sandsynligt omkring røde dværge

Computersimuleringer af dannelsen af ​​planeter, der kredser i de beboelige zoner af lavmassestjerner som Proxima Centauri af astrofysikere ved universitetet i Bern viser, at disse planeter højst sandsynligt er nogenlunde på størrelse med Jorden og indeholder store mængder vand.

I august 2016 meddelelsen om opdagelsen af ​​en terrestrisk exoplanet, der kredser i den beboelige zone af Proxima Centauri, stimulerede fantasien hos eksperter og den brede offentlighed. Denne stjerne er den nærmeste stjerne til vores sol, selvom den er 10 gange mindre massiv og 500 gange mindre lysende. Denne opdagelse, sammen med opdagelsen i maj 2016 af en lignende planet, der kredser om en stjerne med endnu lavere masse (Trappist-1), overbeviste astronomer om, at sådanne røde dværge (som disse lavmassestjerner kaldes) kan være værter for en stor population af jordlignende planeter.

Hvordan kan disse objekter se ud? Hvad kunne de være lavet af? Yann Alibert og Willy Benz ved det schweiziske NCCR PlanetS og Center of Space and Habitability (CSH) ved University of Bern udførte de første computersimuleringer af dannelsen af ​​planeter, der forventes at kredse om stjerner, der er 10 gange mindre massive end solen.

"Vores modeller lykkes med at reproducere planeter, der ligner dem, der er observeret for nylig med hensyn til masse og periode, "Alibert siger om resultaterne af undersøgelsen, udkommer som brev i journalen Astronomi og astrofysik . "Interessant nok, vi finder ud af, at planeter i tætte kredsløb omkring denne type stjerner er af små størrelser. Typisk, de varierer mellem 0,5 og 1,5 jordradius med en top på omkring 1,0 jordradius. Fremtidige opdagelser vil vise, om vi har ret, " tilføjer forskeren.

Is på bunden af ​​det globale hav

Ud over, astrofysikerne bestemte vandindholdet i de planeter, der kredsede om deres små værtsstjerner i den beboelige zone. De fandt ud af, at omkring 90 procent af planeterne rummer mere end 10 procent vand. Til sammenligning, Jorden har en brøkdel af vand på kun omkring 0,02 procent. Situationen kan være endnu mere ekstrem, hvis de protoplanetariske skiver, hvori disse planeter dannes, varer længere end antaget i modellerne. I hvert fald disse planeter ville være dækket af meget dybe oceaner på bunden af, på grund af et enormt pres, vand ville være i form af is.

Vand er nødvendigt for livet, som vi kender det. Så kunne disse planeter være beboelige? "Mens flydende vand generelt menes at være en vigtig ingrediens, for meget af det gode kan være dårligt, " siger Willy Benz. I tidligere undersøgelser, forskerne i Bern viste, at for meget vand kan forhindre reguleringen af ​​overfladetemperaturen og destabilisere klimaet. "Men dette er tilfældet for Jorden; her, vi har at gøre med betydeligt mere eksotiske planeter, der kan blive udsat for et meget hårdere strålingsmiljø, og/eller være synkron, " tilføjer han.

Efter væksten af ​​planetariske embryoner

For at starte deres beregninger, videnskabsmændene betragtede en serie på nogle få hundrede til tusinder af identiske, lavmasse stjerner, og omkring hver af dem, en protoplanetarisk skive af støv og gas. Planeter dannes ved tilvækst af dette materiale. Alibert og Benz antog, at i begyndelsen, der var 10 planetariske embryoner i hver skive med en initial masse svarende til månens masse. Om et par dages computertid for hvert system, modellen beregnede, hvordan disse tilfældigt placerede embryoner voksede og migrerede. Hvilken slags planeter, der dannes, afhænger af strukturen og udviklingen af ​​de protoplanetariske skiver.

"Beboelig eller ej, studiet af planeter, der kredser om stjerner med meget lav masse, vil sandsynligvis bringe spændende nye resultater, forbedre vores viden om planetdannelse, udvikling, og potentiel beboelighed, " opsummerer Benz. Fordi disse stjerner er betydeligt mindre lysende end solen, planeter kan være meget tættere på deres stjerner, før overfladetemperaturen bliver for høj til, at flydende vand kan eksistere. I betragtning af, at denne type stjerne også repræsenterer det overvældende flertal af stjerner i solområdet, og at tætte planeter i øjeblikket er nemmere at opdage og studere, det er let at forstå, hvorfor eksistensen af ​​denne befolkning af jordlignende planeter er af betydning.