Kan granatplaneter være beboelige?

Hvad gør en stenet planet til jorden? Astronomer og geovidenskabsfolk har slået sig sammen ved hjælp af data fra Sloan Digital Sky Survey (SDSS) til at studere blandingen af ​​elementer i eksoplanetværtsstjerner, og at overveje, hvad dette afslører om deres planeter.

I resultater præsenteret i dag på American Astronomical Society (AAS) møde i Grapevine, Texas, astronom Johanna Teske forklarede, "vores undersøgelse kombinerer nye observationer af stjerner med nye modeller af planetarisk interiør. Vi vil bedre forstå mangfoldigheden af ​​små, stenet eksoplanets sammensætning og struktur - hvor sandsynligt er det, at de har pladetektonik eller magnetiske felter? "

Planeter i jordstørrelse er fundet omkring mange stjerner-men jordstørrelse betyder ikke nødvendigvis jordlignende. Nogle af disse planeter i jordstørrelse er fundet i kredsløb om stjerner med kemiske sammensætninger, der er ganske forskellige fra vores sol, og disse forskelle i kemi kan have vigtige konsekvenser.

Astronomer i Sloan Digital Sky Survey har foretaget disse observationer ved hjælp af APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment) spektrografen på 2,5m Sloan Foundation Telescope ved Apache Point Observatory i New Mexico. Dette instrument opsamler lys i den nær-infrarøde del af det elektromagnetiske spektrum og spreder det, som et prisme, at afsløre signaturer af forskellige elementer i stjernernes atmosfærer. En brøkdel af de næsten 200, 000 stjerner undersøgt af APOGEE overlapper med stikprøven af ​​stjerner målrettet NASA Kepler -missionen, som var designet til at finde potentielt jordlignende planeter. Det arbejde, der præsenteres i dag, fokuserer på halvfems Kepler -stjerner, der viser tegn på at være vært for stenede planeter, og som også er blevet undersøgt af APOGEE.

I særdeleshed, Teske og kolleger præsenterede solsystemer omkring stjernerne Kepler 102 og Kepler 407. Kepler 102 er lidt mindre lysende end Solen og har fem kendte planeter; Kepler 407 er en stjerne, der næsten er identisk med massen til solen og er vært for mindst to planeter, en med en masse mindre end 3 jordmasser.

"Ser man især på disse to exoplanetsystemer, "Teske forklarer, "vi fastslog, at Kepler 102 ligner solen, men Kepler 407 har meget mere silicium. "

For at forstå, hvad meget mere silicium kan betyde for planeterne omkring Kepler 407, astronomer henvendte sig til geofysikere for at få hjælp. Cayman Unterborn fra Arizona State University kørte computermodeller af planetdannelse. "Vi tog stjernekompositionerne fundet af APOGEE og modellerede, hvordan elementerne kondenserede til planeter i vores modeller. Vi fandt ud af, at planeten omkring Kepler 407, som vi kaldte 'Janet, "ville sandsynligvis være rig på mineral granat. Planeten omkring Kepler 102, som vi kaldte 'Olive, 'er sandsynligvis rig på olivin, som jorden. "

Den tilsyneladende lille forskel i mineraler kan have store konsekvenser for Janet og Olive. Granat er et stivere mineral end olivin, så det flyder langsommere. Unterborn forklarer, at dette betyder, at en granatplanet som Janet ville have langt mindre sandsynlighed for at have langsigtet pladetektonik. "For at opretholde pladetektonik over geologiske tidsskalaer, en planet skal have den rigtige mineralsammensætning, ”Siger Unterborn.

Pladetektonik menes at være afgørende for livet på Jorden, på grund af hvordan vulkaner og havrygge genbruger elementer mellem jordskorpen og kappen. Denne genbrug regulerer sammensætningen af ​​vores atmosfære. Wendy Panero fra School of Earth Sciences ved Ohio State University siger, at "uden disse geologiske processer, Livet har måske ikke haft chancen for at udvikle sig på Jorden. "Bestemmelse af sandsynligheden for sådanne geologiske processer på andre planeter vil hjælpe med at skelne mellem, hvilke der er de bedste mål for fremtidige missioner, der søger tegn på liv." Hvis vi leder efter en nål , "Panero siger, "hvorfor ikke starte i syboksen?"

Det næste trin i teamets forskning er at udvide denne undersøgelse til alle stjernerne observeret af APOGEE, der er vært for små planeter. Denne udvidelse ville give astronomer mulighed for at kortlægge et bredere spektrum af planetsammensætninger og strukturer for at finde dem, der mest sandsynligt er jordlignende i deres mineralindhold. Teske slutter, "As we've learned more about the Earth, we have learned about how many pieces come together to make it habitable. How often will exoplanets get that lucky?"