Prije dva desetljeća astronomi su pronašli prvi planet koji je orbitirao oko zvijezde poput našeg sunca, divovskog svijeta koji leži oko 50 svjetlosnih godina. To je otkriće otvorilo poplavu, a danas su znanstvenici odredili više od 1800 ekstrasolarnih planeta - ili egzoplaneta - u različitim oblicima, veličinama i sastavima. Velika su pitanja sada koliko su uobičajeni planeti poput naše u našoj galaksiji i koliko svjetova poput Zemlje imaju prave stvari za život.
Povezani sadržaj
- U rijetkom se uparivanju planeta nalik Veneri našla oko "neuspjele zvijezde"
- Evo kako astronomi zapravo pronalaze planete u drugim solarnim sustavima
- Vjerojatno postoji mnogo više egzoplaneta nalik Zemlji nego što smo zamislili
Izračunavanje najboljih mjesta koja trebate pogledati često uključuje i traženje egzoplaneta za koje se čini da imaju isti stjenoviti sastav kao i Zemlja, a ta orbita je dovoljno daleko od njihovih zvijezda da bi na njihovim površinama bila tekuća voda. Sada su dva tima Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku (CfA) oplemenili lov izračunavši veličine i mase svjetova koji će najvjerojatnije biti životni.
Izdvajajući taj teorijski rad, astronomi su također ovaj tjedan objavili da su 12 svjetova koje je otkrio NASA-in svemirski teleskop Kepler najvjerojatnije mali planeti slični Zemlji koji orbitiraju u naseljenoj zoni, regiji oko zvijezde koja je baš prava za vodu, a možda i život. Djelo udvostručuje broj poznatih svjetova veličine Zemlje koji mogu biti useljivi.
"Još nemamo točnu blizance Zemlje, ali počinjemo popunjavati populaciju planeta koji se nalaze u susjedstvu", kaže Keplerov znanstvenik Douglas Caldwell iz Instituta SETI. Caldwell je danas predstavio analizu tima sa 12 planeta na 225. sastanku Američkog astronomskog društva u Seattlu.
Tehnički je samo 11 od desetaka svjetova provjereno na istoj razini pouzdanosti kao i drugi potvrđeni Keplerovi planeti. 12. svijet se još uvijek smatra planetom kandidata, iako Caldwell kaže da je povjerenje tima u to da je stvarno još uvijek visoko. Od 11 potvrđenih planeta, dva najmanjeg posebno su zanimljiva u lovu na blizanaca Zemlje. Kepler-438b je samo 1, 12 puta veća od Zemlje, dok je Kepler-442b 1, 33 puta veća od Zemljine veličine.
To znači da je za obje planete velika vjerojatnost da će biti stjenoviti svjetovi s istim kemijskim sastavom kao i Zemlja, pokazalo je odvojeno istraživanje vođeno od CfA Courtney Dressing. U našem Sunčevom sustavu planete su ili male i kamenite, poput Zemlje i Marsa, ili velike i gasovite, poput Jupitera i Neptuna. Na iznenađenje astronoma, obilje dosad pronađenih egzoplaneta čudni su predmeti koji spadaju u veličine Zemlje i Neptuna. Te egzoplanete još uvijek ne možemo izravno vidjeti - astronomi su ih pronašli tražeći lagano natapanje zvijezde dok planete u orbiti prolaze ispred ili putujućim zvijezdama u tranzitu. Bez detaljnijeg pogleda, znanstvenici nisu bili sigurni koji su "super Zemlji" doista stjenoviti, a koji više nalik ledenim mini-Neptunima.
"Dio problema s otkrivanjem jesu li super-Zemlje kamenite ili plinovite je taj što nemamo primjera u vlastitom Sunčevom sustavu", kaže Caldwell. Da bi odgovorili na odgovor, astronomi moraju dobiti i veličinu i masu planeta i izračunati njegovu gustoću, što daje ideju o njegovom sastavu. Tako su se Dressing i njezin tim okrenuli teleskopu na Kanarskim otocima koji je opremljen instrumentom za mjerenje mase planeta s velikom točnošću. Oni su ga koristili za proučavanje nekoliko poznatih planeta i iscrtavanje odnosa veličine i mase.
Otkrili su da manje svjetove manje od 1, 6 puta veće od Zemlje imaju tendenciju da prave mase za planet budu kamenite. Štoviše, većina malih egzoplaneta koje su pregledali imala je pravu gustoću da sadrže približno iste sastojke kao i Zemlja: mješavina silicija, željeza, kisika, magnezija i ostalih metala u tragovima. Veći svjetovi su obično mnogo manje gusti, što znači da moraju biti uglavnom vodik ili drugi plinovi.
"Naš sunčev sustav nije toliko jedinstven kao što smo možda mislili", kaže Dressing u izjavi. "Izgleda da stjenovite egzoplanete koriste iste osnovne sastojke."
Drugi glavni čimbenik je da život, kao što znamo, čini se da ovisi o velikim tijelima tekuće vode. Na Zemlji voda pokriva otprilike 70 posto površine planeta. No, nedavni rad pokazuje da se također kreće kroz unutrašnjost planeta, jer je pod zemljom gonjen tektonskom pločom, zarobljen u mineralima i izbačen vulkanima. Sada istraživači smatraju da je ovaj vodeni postupak recikliranja ključan za održavanje oceana stabilnim na površinama planeta.
Laura Schaefer i Dimitar Sasselov na CfA koristili su računalne modele kako bi vidjeli koliko dobro egzoplaneti do 1, 5 puta veće od Zemlje mogu uspostaviti i održavati tektoniku ploča. Oni su mijenjali mase svojih mogućih svjetova, dosežući i do pet puta veću masu od Zemlje. Rezultati sugeriraju da bi super-Zemlje između dva i četiri puta veća od Zemljine mase bile najbolje za izgradnju stabilnih oceana. More na tim svjetovima trajaće najmanje 10 milijardi godina, kažu oni.
No njihov je model također pokazao da masivniji svjetovi imaju deblje kore, što odgađa početak vulkanske aktivnosti, a time i formiranja oceana na površini. Računaju da treba proći oko milijardu godina nakon što se tako ogroman planet oblikuje da bi se ocean mogao razvijati. Ako pretpostavimo da evolucija slijedi sličnu stopu kao i na Zemlji, naša najbolja opklada za pronalazak planeta sa životom može biti super-Zemlja stara najmanje 5, 5 milijardi godina, kaže tim.
Novi planeti veličine Zemlje koje su pronašle Keplerove zvijezde u orbiti koji su relativno mladi. A za sada znanstvenici nisu sigurni u mase ovih planeta. Ali jednostavno imati više planeta u katalogu koji su barem rođaci Zemlji pomaže astronomima odgovoriti na pitanje koliko su u našoj galaksiji uobičajeni potencijalno naseljeni svjetovi.
"Svi žele biti prvi koji će pronaći i objaviti blizance Zemlje, ali znanstveno to neće biti najvažnija stvar koja dolazi iz Keplera", kaže Caldwell. "Sa super-Zemljama vidimo klasu planeta za koju prije nismo znali, pa tako videći kako su se formirali i koliko su različiti od Zemlje mogu poboljšati naše modele o tome kako se sve planete tvore. Kako je voda dospjela na Zemlju, a kada je u procesu stvaranja stigao ovdje? Nalazeći slične planete u sustavima u drugim dobima, nadamo se da ćemo o tom pitanju dobiti bolju ideju. "
Napomena urednika: Ova je priča ažurirana kako bi ispravio datum prve egzoplanete pronađene oko zvijezde nalik suncu; to je otkriće učinjeno prije dva desetljeća, 1995. godine.
