Před dvěma desítkami let astronomové našli první planetu obíhající kolem hvězdy, jako je naše slunce, obrovský svět, který leží asi 50 světelných let daleko. Tento objev otevřel záplavovou bránu a dnes vědci určili více než 1800 extrasolárních planet - nebo exoplanet - v různých tvarech, velikostech a kompozicích. Velkými otázkami jsou nyní to, jak obyčejné planety, jako je ta naše, by mohly být v naší galaxii a kolik světů, jako je Země, má právo hostit život.
Související obsah
- Při vzácném párování byla kolem „selhávající hvězdy“ nalezena planeta podobná Venuši
- Zde je návod, jak astronomové skutečně najdou planety v jiných solárních systémech
- Pravděpodobně existuje více exoplanet podobných Zemi, než jsme si představovali
Hledání nejlepších míst, která je třeba hledat, často zahrnuje hledání exoplanet, u nichž se zdá, že mají stejné skalní složení jako Země a které obíhají dost daleko od svých hvězd, aby na jejich povrchu měla tekutou vodu. Nyní dva týmy v Harvard-Smithsonianově středisku pro astrofyziku (CfA) zdokonalily lov tím, že spočítaly velikosti a masy světů, které budou s největší pravděpodobností k životu přátelské.
Na podporu této teoretické práce astronomové tento týden také oznámili, že 12 světů objevených Keplerovým vesmírným dalekohledem NASA jsou pravděpodobně malé planety blízké Zemi, které obíhají v obývatelné zóně, v oblasti kolem hvězdy, která je právě pro vodu a možná i života. Práce zdvojnásobuje počet známých světů velikosti Země, které mohou být obyvatelné.
"Zatím nemáme přesné dvojče Země, ale začínáme zaplňovat populaci planet, které jsou v sousedství, " říká vědec Kepler Douglas Caldwell z institutu SETI. Caldwell dnes představil analýzu 12 planet na týmovém setkání Americké astronomické společnosti v Seattlu.
Technicky bylo pouze 11 z desítek světů ověřeno na stejnou úroveň důvěryhodnosti jako jiné potvrzené Keplerovy planety. 12. svět je stále považován za kandidátskou planetu, i když Caldwell tvrdí, že týmová důvěra v to, že je skutečná, je stále velmi vysoká. Z 11 potvrzených planet jsou dvě nejmenší zajímavé v honbě za Zemským dvojčatem. Kepler-438b je pouhá 1, 12násobek velikosti Země, zatímco Kepler-442b je 1, 33krát větší než Země.
To znamená, že obě planety jsou vysoce pravděpodobné, že to budou skalnaté světy se stejným chemickým složením jako Země, podle samostatné studie vedené CfA Courtney Dressing. V naší sluneční soustavě jsou planety malé a skalnaté, jako Země a Mars, nebo velké a plynné, jako Jupiter a Neptun. K překvapení astronomů je spousta dosud nalezených exoplanet podivné předměty, které spadají mezi velikosti Země a Neptun. Dosud tyto exoplanety nemůžeme vidět přímo - astronomové je našli tak, že hledali mírný pokles ve hvězdném světle, když obíhající planety procházejí před jejich hostitelskými hvězdami nebo je přepravují. Bez podrobnějšího pohledu si vědci nebyli jistí, které „super Země“ jsou skutečně skalnaté a které jsou spíše jako ledové mini-Neptuny.
„Součástí problému při zjišťování, zda jsou super-Země skalnaté nebo plynné, je to, že nemáme vlastní příklady ve vlastní sluneční soustavě, “ říká Caldwell. Abychom našli odpověď, astronomové musí získat velikost i hmotnost planety a vypočítat její hustotu, což dává představu o jejím složení. Takže se Dressing a její tým obrátili k dalekohledu na Kanárských ostrovech, který je vybaven nástrojem pro měření hmotností planet s vysokou přesností. Použili to ke studiu několika známých planet a zmapování vztahu mezi velikostí a hmotou.
Zjistili, že menší světy menší než 1, 6krát větší než velikost Země mají tendenci mít správné hmotnosti, aby byla planeta skalnatá. A co víc, většina z malých exoplanet, které zkoumali, měla správnou hustotu, aby měla asi stejné složky jako Země: směs křemíku, železa, kyslíku, hořčíku se stopovými množstvími jiných kovů. Větší světy jsou obvykle mnohem méně husté, což znamená, že to musí být hlavně vodík nebo jiné plyny.
„Naše sluneční soustava není tak jedinečná, jak jsme si mysleli, “ říká Dressing v prohlášení. "Vypadá to, že skalní exoplanety používají stejné základní ingredience."
Dalším hlavním faktorem je, že život, jak víme, se zdá, že závisí na velkých tělesech tekuté vody. Na Zemi pokrývá voda zhruba 70 procent povrchu planety. Nedávná práce však ukazuje, že se také pohybuje vnitřkem planety, protože je poháněna pod zemí tektonickými deskami, uvězněná v minerálech a rozptylována zpět sopkami. Vědci se nyní domnívají, že tento proces recyklace vody je zásadní pro udržení oceánů na planetárních povrchech stabilní.
Laura Schaefer a Dimitar Sasselov na CfA použili počítačové modely, aby zjistili, jak dobře mohou exoplanety až 1, 5krát větší než Země dokázat a udržovat tektoniku desek. Měli různé masy svých možných světů, až pětkrát tak masivní jako Země. Výsledky naznačují, že super-Země mezi dvojnásobnou a čtyřnásobnou hmotností Země by byla nejlepší při budování stabilních oceánů. Moře v těchto světech budou trvat nejméně 10 miliard let.
Jejich model však také ukázal, že masivnější světy mají silnější krusty, což zpožďuje začátek sopečné činnosti a tím i tvorbu oceánů na povrchu. Vypočítávají, že po vytvoření takové obrovské planety trvá asi miliardu let, než se vytvoří oceán. Za předpokladu, že se vývoj vyvíjí stejným tempem jako na Zemi, může být naší nejlepší sázkou na nalezení planety s životem super-Země, která je stará nejméně 5, 5 miliardy let.
Nové planety Země, které nalezly Keplerovy oběžné hvězdy, jsou relativně mladé. A prozatím si vědci nejsou jisti masami těchto planet. Ale prostě mít více planet v katalogu, které jsou přinejmenším bratranci na Zemi, pomáhá astronomům odpovědět na otázku, jak běžné jsou potenciálně obyvatelné světy v naší galaxii.
"Každý chce být prvním, kdo najde a oznámí Zemské dvojče, ale vědecky to nebude ta nejdůležitější věc, která vychází z Keplera, " říká Caldwell. "U super-Země vidíme třídu planety, o které jsme předtím nevěděli, takže když vidíme, jak se formovali a jak se liší od Země, můžeme vylepšit naše modely toho, jak se tvoří všechny planety. Jak se voda dostala na Země, a kdy se to ve formačním procesu dostalo? Nalezením podobných planet v systémech v jiných věcích doufáme, že v této otázce získáme lepší představu. ““
Poznámka editora: Tento příběh byl aktualizován, aby opravil datum prvního exoplanetu nalezeného kolem sluneční hvězdy; tento objev byl učiněn před dvěma desetiletími, v roce 1995.
