Flydende en stenet exoplanet

Stenagtige exoplaneter, der er omkring jordens størrelse, er forholdsvis små, hvilket gør dem utroligt svære at opdage og karakterisere ved hjælp af teleskoper. Hvad er de optimale betingelser for at finde så små planeter, der dvæler i mørket? "En stenet planet, der er varm, smeltet, og muligvis huser en stor afgasset atmosfære, sætter alle boksene ved, " siger Dan Bower, astrofysiker ved Center for Space and Habitability (CSH) ved universitetet i Bern. Sådan en planet kunne lettere ses af teleskoper på grund af stærk udgående stråling end dens solide modstykke. SNSF Ambizione og CSH Fellow fortsætter:"Ganske vist, du ønsker ikke at holde ferie på en af ​​disse planeter, men de er vigtige at studere, da mange, hvis ikke alle, klippeplaneter begynder deres liv som smeltede klatter, alligevel kan nogle i sidste ende blive beboelige som Jorden.

Klippeplaneter er bygget af resterne af resterne. "Alt, der ikke kommer ind i den centrale stjerne eller en kæmpe planet, har potentialet til at ende med at danne en meget mindre jordisk planet, " siger Bower:"Vi har grund til at tro, at processer, der finder sted i de spæde år af en planets liv, er grundlæggende for at bestemme dens livsbane." Bower og et team af post-docs - hovedsageligt fra PlanetS-netværket - var interesserede i at afdække den observerbare natur af sådan en planet. Deres undersøgelse er nu offentliggjort i tidsskriftet Astronomi og astrofysik . Det viser, at en smeltet jord faktisk ville være omkring 5 % større i radius end en fast jord, og dette skyldes forskellen i opførsel af smeltede versus faste materialer under de ekstreme forhold i et planetarisk indre. "I bund og grund et smeltet silikat fylder mere end dets tilsvarende faste stof, og dette øger planetens størrelse, " forklarer Bower.

En forskel som CHEOPS kan opdage

I karakteriseringen af ​​exoplaneter uden for vores solsystem og søgen efter potentielt beboelige verdener, forskere ved universitetet i Bern er blandt verdens førende. Selvom påvisning af en stenet planet omkring en lysende sollignende stjerne vil forblive uden for rækkevidde i det mindste indtil lanceringen af ​​PLATO-rummissionen i 2026, Planeter på størrelse med jorden omkring køligere og mindre stjerner såsom de røde dværge Trappist-1 eller Proxima b er nu sat til at tage i centrum. Interessant nok, 5% forskel i planetariske radier kan måles med nuværende og fremtidige observationsfaciliteter, især rumteleskopet CHEOPS, som blev udviklet og samlet i Bern og vil blive opsendt senere i år. Ja, de seneste exoplanetdata giver allerede en anelse om, at lavmassesmeltede planeter, opretholdt af intenst stjernelys, findes i exoplanetkataloget. Nogle exoplaneter kunne derfor være jordlignende med hensyn til lignende byggesten, har alligevel forskellige mængder af fast og smeltet sten for at forklare observerede variationer i planetstørrelse. "De behøver ikke nødvendigvis at være lavet af eksotiske lette materialer for at forklare dataene, " siger Bower.

Imidlertid, selv en totalt smeltet planet er muligvis ikke i stand til at forklare observationen af ​​de mest ekstreme planeter med lav tæthed. Men om dette har forskerholdet også et forslag:Smeltede planeter tidligt i deres historie kan udgasse store atmosfærer af flygtige arter, der oprindeligt var fanget inde i magmaen i planetens indre. Dette kunne forklare et yderligere fald i den observerede planettæthed. James Webb Space Telescope (JWST) burde være i stand til at skelne sådan en udgasset atmosfære på en planet omkring en kølig rød dværg, hvis den er domineret af enten vand eller kuldioxid.

Ud over konsekvenserne for observationer, Bower, med sine rødder som jordforsker, ser hans undersøgelse i en bredere sammenhæng:"Det er klart, vi kan aldrig observere vores egen Jord i dens historie, da den også var varm og smeltet. Men interessant nok, exoplanetarisk videnskab åbner døren for observationer af tidlige Jorden og tidlige Venus-analoger, som i høj grad kan påvirke vores forståelse af Jorden og solsystemets planeter. Tænker på Jorden i sammenhæng med exoplaneter, og omvendt, giver nye muligheder for at forstå planeter både i og uden for solsystemet."