Overraskende fund tyder på, at vandverdener er mere almindelige, end vi troede

Vand er den eneste ting, alt liv på Jorden har brug for, og kredsløbet af regn til flod til hav til regn er en væsentlig del af det, der holder vores planets klima stabilt og gæstfrit. Når videnskabsmænd taler om, hvor man skal søge efter tegn på liv i hele galaksen, er planeter med vand altid øverst på listen.

En ny undersøgelse offentliggjort i Science tyder på, at mange flere planeter kan have store mængder vand end tidligere antaget - så meget som halvt vand og halvt sten. Fangsten? Alt det vand er sandsynligvis indlejret i klippen i stedet for at flyde som oceaner eller floder på overfladen.

"Det var en overraskelse at se beviser for, at så mange vandverdener kredser om den mest almindelige type stjerne i galaksen," sagde Rafael Luque, førsteforfatter på det nye papir og en postdoc-forsker ved University of Chicago. "Det har enorme konsekvenser for søgen efter beboelige planeter."

Planetariske befolkningsmønstre

Takket være bedre teleskopinstrumenter finder forskerne tegn på flere og flere planeter i fjerne solsystemer. En større stikprøvestørrelse hjælper videnskabsmænd med at identificere demografiske mønstre – svarende til hvordan man kan afsløre tendenser, der er svære at se på individuelt niveau, når man ser på befolkningen i en hel by.

Luque besluttede sammen med medforfatter Enric Pallé fra Institut for Astrofysik på De Kanariske Øer og University of La Laguna at tage et kig på befolkningsniveau på en gruppe planeter, der ses omkring en type stjerne kaldet en M- dværg. Disse stjerner er de mest almindelige stjerner, vi ser omkring os i galaksen, og videnskabsmænd har indtil videre katalogiseret snesevis af planeter omkring dem.

Men fordi stjerner er så meget lysere end deres planeter, kan vi ikke se selve planeterne. I stedet opdager videnskabsmænd svage tegn på planeternes indvirkning på deres stjerner - den skygge, der skabes, når en planet krydser foran sin stjerne, eller det lille ryk i en stjernes bevægelse, når en planet kredser. Det betyder, at der stadig er mange spørgsmål om, hvordan disse planeter faktisk ser ud.

"De to forskellige måder at opdage planeter på giver dig hver især forskellig information," sagde Pallé. Ved at fange den skygge, der skabes, når en planet krydser foran sin stjerne, kan videnskabsmænd finde planetens diameter. Ved at måle den lille tyngdekraft, som en planet udøver på en stjerne, kan videnskabsmænd finde dens masse.

Ved at kombinere de to målinger kan forskerne få en fornemmelse af planetens sammensætning. Måske er det en stor, men luftig planet, der hovedsageligt er lavet af gas som Jupiter, eller en lille, tæt, stenet planet som Jorden.

Disse analyser var blevet udført for individuelle planeter, men meget sjældnere for hele den kendte befolkning af sådanne planeter i Mælkevejsgalaksen. Da forskerne så på tallene – 43 planeter i alt – så de et overraskende billede, der dukkede op.

Tætheden af ​​en stor procentdel af planeterne antydede, at de var for lette til, at deres størrelse kunne bestå af ren sten. I stedet er disse planeter sandsynligvis noget som halvt sten og halvt vand, eller et andet lettere molekyle. Forestil dig forskellen mellem at tage en bowlingkugle og en fodbold:De er nogenlunde lige store, men den ene består af meget lettere materiale.

Søger efter vandverdener

It may be tempting to imagine these planets like something out of Kevin Costner's Waterworld:entirely covered in deep oceans. However, these planets are so close to their suns that any water on the surface would exist in a supercritical gaseous phase, which would enlarge their radius. "But we don't see that in the samples," explained Luque. "That suggests the water is not in the form of surface ocean."

Instead, the water could exist mixed into the rock or in pockets below the surface. Those conditions would be similar to Jupiter's moon Europa, which is thought to have liquid water underground.

"I was shocked when I saw this analysis—I and a lot of people in the field assumed these were all dry, rocky planets," said UChicago exoplanet scientist Jacob Bean, whose group Luque has joined to conduct further analyses.

The finding matches a theory of exoplanet formation that had fallen out of favor in the past few years, which suggested that many planets form farther out in their solar systems and migrate inward over time. Imagine clumps of rock and ice forming together in the cold conditions far from a star, and then being pulled slowly inward by the star's gravity.

Though the evidence is compelling, Bean said he and the other scientists would still like to see "smoking gun proof" that one of these planets is a water world. That's something the scientists are hoping to do with JWST, NASA's newly launched space telescope that is the successor to Hubble. + Udforsk yderligere

As many as six billion Earth-like planets in our galaxy, according to new estimates