Jakten på exoplanet har afsløret nogle meget interessante ting om vores univers. Ud over de mange gasgiganter og “Super-Jupiters” opdaget ved mission som Kepler, har der også været de mange eksoplanetkandidater, der kan sammenlignes i størrelse og struktur med Jorden. Men selvom disse kroppe kan være jordiske (dvs. sammensat af mineraler og stenet materiale) betyder det ikke, at de er ”jordlignende”.
Hvilken type mineraler går for eksempel ind i en klippestjerne planet? Og hvad kunne disse særlige sammensætninger betyde for planetens geologiske aktivitet, som er iboende for planetarisk udvikling? Ifølge en ny undersøgelse, der er produceret af et team af astronomer og geofysikere, afhænger sammensætningen af en exoplanet af den kemiske sammensætning af dens stjerne - hvilket kan have alvorlige konsekvenser for dens levedygtighed.
Resultaterne af denne undersøgelse blev præsenteret på det 229. møde i American Astronomical Society (AAS), som finder sted fra 3. januar til 7. januar. Under en eftermiddagspræsentation - med titlen "Mellem en klippe og et hårdt sted: Kan granatplaneter være beboelige?" - Johanna Teske (en astronom fra Carnegie Institute of Science) viste, hvordan forskellige typer stjerner kan producere meget forskellige planeter.
Ved hjælp af Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), som er en del af Sloan Digital Sky Survey (SDSS) -teleskopet ved Apache Point Observatory, undersøgte de spektrografiske oplysninger opnået fra 90-stjernede systemer - som også blev observeret af Kepler Mission. Disse systemer er af særlig interesse for eksoplanetjægere, fordi det har vist sig, at de indeholder klippefulde planeter.
Som Teske forklarede i løbet af præsentationen, kunne disse oplysninger hjælpe forskere med at lægge yderligere begrænsninger for, hvad det kræver for en planet at være beboelig. ”[O] din undersøgelse kombinerer nye observationer af stjerner med nye modeller af planetarisk interiør,” sagde hun. ”Vi vil bedre forstå mangfoldigheden af små, stenede exoplanetkompositioner og struktur - hvor sandsynligt er de for at have pladetektonik eller magnetiske felter?”
Med fokus på især to stjernersystemer - Kepler 102 og Kepler 407 - demonstrerede Teske, hvordan sammensætningen af en planet har meget at gøre med sammensætningen af sin stjerne. Mens Kepler 102 har fem kendte planeter, Kepler 407, har to forskellige planeter - den ene gasformige og den anden landbunden. Og selvom Kepler 102 er meget lig vores sol (lidt mindre lysende), har Kepler 407 tæt på den samme masse (men meget mere silicium).
For at forstå, hvilke konsekvenser disse forskelle kunne have for planetdannelse, vendte SDSS-teamet sig til et team af geofysikere. Under ledelse af Cayman Unterborn fra Arizona State University kørte dette team computermodeller for at se, hvilke slags planeter hvert system ville have. Som Unterborn forklarede:
”Vi tog stjernekompositionerne fundet af APOGEE og modellerede, hvordan elementerne kondenseres til planeter i vores modeller. Vi fandt, at planeten omkring Kepler 407, som vi kaldte 'Janet,' sandsynligvis ville være rig på mineralet granat. Planeten omkring Kepler 102, som vi kaldte 'Olive', er sandsynligvis rig på olivin, ligesom Jorden. "
Denne forskel ville have betydelig indflydelse på planetarisk tektonik. For det første er granat meget stivere end olivin, hvilket ville betyde, at "Janet" ville opleve mindre i vejen for langvarig pladetektonik. Dette ville igen betyde, at processer, der menes at være essentielle for livet på Jorden - som vulkansk aktivitet, atmosfærisk genanvendelse og mineraludveksling mellem skorpen og kappe - ville være mindre almindelige.
Dette rejser yderligere spørgsmål om planetenes ”jordlignende” planeter i andre stjernesystemer. Ud over at være stenet og have stærke magnetiske felter og levedygtige atmosfærer ser det ud til, at eksoplaneter også har brug for den rette blanding af mineraler for at understøtte liv - som vi kender det under alle omstændigheder. Hvad mere er, denne form for forskning hjælper os også med at forstå, hvordan livet først opstod på Jorden.
Ser fremad håber forskerteamet at udvide deres undersøgelse til at omfatte alle de 200.000 stjerner, der er undersøgt af APOGEE for at se, hvilke der kunne være vært for jordiske planeter. Dette vil give astronomer mulighed for at bestemme mineralsammensætningen i mere stenede verdener og således hjælpe dem med at bestemme, hvilke stenede exoplaneter der er ”jordlignende”, og hvilke der lige er ”jordstore”.
