En ny type eksoplanet – den ene laget halvparten av stein og halvparten av vann – er oppdaget rundt de vanligste stjernene i universet, noe som kan få store konsekvenser i jakten på liv i kosmos, sier forskere.
Røde dverger er den vanligste typen stjerne, og utgjør mer enn 70 % av universets stjernebefolkning. Disse stjernene er små og kalde, vanligvis omtrent en femtedel så massive som solen og opptil 50 ganger dimmere.
Det faktum at røde dverger er så veldig vanlige har fått forskere til å lure på om de kan være den beste sjansen for å oppdage planeter som kan ha liv slik vi kjenner det på jorden. For eksempel, i 2020, astronomer som oppdaget Gliese 887, den klareste røde dvergen på himmelen vår ved synlige bølgelengder av lys, kan være vert for en planet innenfor dens beboelige sonehvor overflatetemperaturer er egnet til å være vert for flytende vann.
I slekt: 10 eksoplaneter som kan være vert for fremmede liv
Hvorvidt verdens som kretser rundt røde dverger er potensielt beboelige forblir imidlertid uklart, delvis på grunn av mangelen på forståelse forskerne har om disse verdens sammensetning. Tidligere forskning antydet at liten eksoplaneter — de mindre enn fire ganger jordens diameter — kretsende sollignende stjerner er vanligvis enten steinete eller gassaktige, og har enten en tynn eller tykk atmosfære av hydrogen og helium.
I den nye studien forsøkte astrofysikere å undersøke sammensetningen av eksoplaneter rundt røde dverger. De fokuserte på små verdener funnet rundt nærmere – og dermed lysere og lettere å inspisere – røde dverger observert av NASAs Transiterende Exoplanet Survey Satellite (TESS).
Stjerner er mye lysere enn planetene deres, så astronomer kan ikke se de fleste eksoplaneter direkte. I stedet oppdager forskere vanligvis eksoplaneter via effektene disse verdenene har på deres stjernerfor eksempel skyggen som skapes når en planet krysser foran stjernen sin, eller det lille gravitasjonstoget på en stjernes bevegelse forårsaket av en planet i bane.
Ved å fange skyggen som skapes når en planet krysser foran stjernen sin, kan forskere finne planetens diameter. Ved å måle den lille gravitasjonskraften som en planet utøver på en stjerne, kan forskere finne massen.
I den nye studien analyserte astrofysikere til slutt 34 eksoplaneter som de hadde nøyaktige data om diameter og masse om. Disse detaljene hjalp forskerne med å estimere tetthetene til disse verdenene og utlede deres sannsynlige sammensetninger.
“Vi kan dele disse verdenene inn i tre familier,” sa studiemedforfatter Rafael Luque, en astrofysiker ved University of Chicago, til Space.com i et intervju. I tillegg til 21 steinplaneter og syv gassholdige planeter, fant de seks eksempler på en ny type eksoplanet, vannaktig, som er laget av omtrent halvt stein og halvt vann, enten i flytende eller isform.
“Det var en overraskelse å se bevis for at så mange vannverdener går i bane rundt den vanligste typen stjerne i galaksen,” Luque sa i en uttalelse (åpnes i ny fane). “Det har enorme konsekvenser for søket etter beboelige planeter.”
Forskernes planetformasjonsmodeller antyder at de små planetene de oppdaget sannsynligvis har utviklet seg på tre forskjellige måter. Steinplanetene kan ha dannet seg av relativt tørt materiale nær stjernene deres.
I slekt: 7 måter å oppdage fremmede planeter på
De små steinete planetene har en tetthet “nesten identisk med jordens,” fortalte studiemedforfatter Enric Pallé, en astrofysiker ved Institutt for astrofysikk på Kanariøyene, til Space.com. “Det betyr at komposisjonene deres må være veldig, veldig like.”
Derimot oppsto de vannholdige planetene sannsynligvis fra isete materiale og ble født langt borte fra stjernene deres, forbi “islinjen” der overflatetemperaturene fryser. De migrerte senere nærmere der astronomene oppdaget dem.
De gassholdige planetene er også vannrike og kan ha dannet seg på lignende måte som de vannholdige planetene. Imidlertid hadde de sannsynligvis i utgangspunktet mer masse og kunne derfor samle en hydrogen- og heliumatmosfære rundt seg før de begav seg innover.
Selv om steinplanetene er relativt fattige på vann og de vannholdige planetene rike på det, betyr det kanskje ikke at førstnevnte er tørre og sistnevnte er dekket av hav, sa forskerne.
“Jord har bare 0,02 % av massen i form av vann, noe som gjør den fra et astrofysisk synspunkt til en tørr verden, selv om tre fjerdedeler av overflaten er dekket av vann,” sa Pallé. I motsetning til dette, selv om de vannholdige planetene forskerne oppdaget er halvvann, “det betyr ikke nødvendigvis at de har massive hav på overflaten,” sa Pallé. “Vannet virker blandet med steinen.”
Fremtidig forskning kan se om disse tre typene verdener også finnes rundt større stjerner, sa Luque. “En ny generasjon instrumenter i bakkebaserte teleskoper, spesielt i USA og Europa, vil gjøre oss i stand til å gjøre disse målingene,” sa Luque i intervjuet.
En annen retning å følge opp er å undersøke sammensetningen og egenskapene til disse vannrike verdenene. “Med James Webb-romteleskopetkan vi analysere deres atmosfærer, hvis de har noen, og se hvordan de lagrer vann,” sa Luque i intervjuet. “Dette vil fortelle oss mye om deres dannelse og utvikling og indre struktur.”
Forskerne detaljerte deres funn (åpnes i ny fane) online torsdag (8. september) i tidsskriftet Science.
Følg oss på Twitter @Spacedotcom (åpnes i ny fane) eller på Facebook (åpnes i ny fane).