Studier af materiale omkring fjerne stjerner viser, at jordens ingredienser er ret normale

Jordens byggesten ser ud til at være bygget af 'temmelig normale' ingredienser, ifølge forskere, der arbejder med verdens kraftigste teleskoper. Forskere har målt sammensætningerne af 18 forskellige planetsystemer fra op til 456 lysår væk og sammenlignet dem med vores, og fandt ud af, at mange grundstoffer er til stede i tilsvarende proportioner som dem, der findes på Jorden.

Dette er blandt de største undersøgelser for at måle den generelle sammensætning af materialer i andre planetsystemer, og begynder at tillade videnskabsmænd at drage mere generelle konklusioner om, hvordan de er smedet, og hvad dette kan betyde for at finde jordlignende kroppe andre steder.

"De fleste af de byggesten, vi har set på i andre planetsystemer, har en sammensætning, der stort set ligner Jordens", sagde forsker Dr. Siyi Xu fra Gemini Observatory på Hawaii, som præsenterede arbejdet på Goldschmidt-konferencen i Boston.

De første planeter, der kredsede om andre stjerner, blev først fundet i 1992 (dette kredsede om en pulsar), siden da har videnskabsmænd forsøgt at forstå, om nogle af disse stjerner og planeter ligner vores eget solsystem.

"Det er svært at undersøge disse fjerntliggende kroppe direkte. På grund af de enorme afstande, der er involveret, deres nærliggende stjerne har en tendens til at overdøve ethvert elektromagnetisk signal, såsom lys eller radiobølger," sagde Siyi Xu. "Så vi var nødt til at se på andre metoder".

På grund af dette, holdet besluttede at se på, hvordan de planetariske byggesten påvirker signaler fra hvide dværgstjerner. Det er stjerner, der har brændt det meste af deres brint og helium af, og krympet til at være meget lille og tæt - det forventes, at vores Sol vil blive en hvid dværg om cirka 5 milliarder år.

Dr. Xu fortsatte, "Hvide dværges atmosfære er sammensat af enten brint eller helium, som giver et ret klart og rent spektroskopisk signal. Imidlertid, mens stjernen afkøles, det begynder at trække materiale ind fra planeterne, asteroider, kometer og så videre, som havde kredset om det, med nogle, der danner en støvskive, lidt ligesom Saturns ringe. Når dette materiale nærmer sig stjernen, det ændrer, hvordan vi ser stjernen. Denne ændring er målbar, fordi den påvirker stjernens spektroskopiske signal, og giver os mulighed for at identificere typen og endda mængden af ​​materiale, der omgiver den hvide dværg. Disse målinger kan være ekstremt følsomme, tillader kroppe så små som en asteroide at blive opdaget".

Holdet tog målinger ved hjælp af spektrografer på Keck-teleskopet på Hawaii, verdens største optiske og infrarøde teleskop, og på Hubble-rumteleskopet.

Siyi Xu fortsatte, "I dette studie, vi har fokuseret på prøven af ​​hvide dværge med støvskiver. Vi har kunnet måle calcium, magnesium, og siliciumindhold i de fleste af disse stjerner, og et par elementer mere i nogle stjerner. Vi har muligvis også fundet vand i et af systemerne, men vi har endnu ikke kvantificeret det:det er sandsynligt, at der vil være meget vand i nogle af disse verdener. For eksempel, vi har tidligere identificeret et stjernesystem, 170 lysår væk i stjernebilledet Boötes, som var rig på kulstof, nitrogen og vand, giver en komposition svarende til Halleys komet. Generelt dog deres sammensætning ligner meget bulkjord.

Dette ville betyde, at de kemiske grundstoffer, jordens byggesten er almindelige i andre planetsystemer. Ud fra hvad vi kan se, med hensyn til tilstedeværelsen og andelen af ​​disse elementer, vi er normale, ret normalt. Og det betyder, at vi nok kan forvente at finde jordlignende planeter andre steder i vores galakse”.

Dr. Xu fortsatte "Dette arbejde er stadig i gang, og den seneste dataudgivelse fra Gaia-satellitten, som hidtil har karakteriseret 1,7 milliarder stjerner, har revolutioneret området. Det betyder, at vi vil forstå de hvide dværge meget bedre. Vi håber at bestemme de kemiske sammensætninger af ekstrasolar planetarisk materiale med en meget højere præcision."

Professor Sara Seager, Professor i Planetarisk Videnskab ved Massachusetts Institute of Technology, er også vicevidenskabsdirektør for den nyligt lancerede TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) mission, som vil søge efter exoplaneter. Hun sagde:

"Det er forbløffende for mig, at den bedste måde at studere exoplanetinteriør på er ved at planeter rives fra hinanden og absorberes af deres hvide dværgværtsstjerne. Det er fantastisk at se fremskridt på dette forskningsområde og at have solide beviser for, at planeter med jordlignende sammensætninger er almindeligt – giver næring til vores tillid til, at en jordlignende planet omkring en meget nærliggende normal stjerne er derude og venter på at blive fundet."

Professor Seager var ikke involveret i denne forskning.