Jakten på exoplanet har avslöjat några mycket intressanta saker om vårt universum. Förutom de många gasjättarna och ”Super-Jupiters” som upptäckts genom uppdrag som Kepler, har det också funnits de många exoplanetskandidater som kan jämföras i storlek och struktur med Jorden. Men även om dessa kroppar kan vara markbundna (dvs. sammansatta av mineraler och stenigt material) betyder det inte att de är "jordliknande".
Till exempel, vilken typ av mineraler går in i en stenig planet? Och vad kan dessa speciella kompositioner betyda för planetens geologiska aktivitet, som är inneboende för planetutvecklingen? Enligt en ny studie producerad av ett team av astronomer och geofysiker beror en exoplanets sammansättning på den kemiska sammansättningen av dess stjärna - vilket kan ha allvarliga konsekvenser för dess livsmiljö.
Resultaten av denna studie presenterades vid det 229: e mötet i American Astronomical Society (AAS), som kommer att äga rum från 3 januari till 7 januari. Under en eftermiddagspresentation - med titeln "Mellan en klippa och en hård plats: kan granatplaneter vara vanliga?" - Johanna Teske (en astronom från Carnegie Institute of Science) visade hur olika typer av stjärnor kan producera oerhört olika planeter.
Med hjälp av Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), som är en del av Sloan Digital Sky Survey (SDSS) -teleskopet vid Apache Point Observatory, undersökte de spektrografisk information erhållen från 90-stjärniga system - som också observerades av Kepler Mission. Dessa system är av särskilt intresse för exoplanetjägare eftersom de har visat sig innehålla steniga planeter.
Som Teske förklarade under presentationen, kunde denna information hjälpa forskare att sätta ytterligare begränsningar för vad som krävs för en planet att vara beboelig. "[O] din studie kombinerar nya observationer av stjärnor med nya modeller av planetariska inredningar," sade hon. "Vi vill bättre förstå mångfalden i små, steniga exoplanetskompositioner och strukturer - hur troligt är det att de har plattaktonik eller magnetfält?"
Fokus särskilt på tvåstjärniga system - Kepler 102 och Kepler 407 - Teske demonstrerade hur sammansättningen av en planet har mycket att göra med sin stjärnas sammansättning. Medan Kepler 102 har fem kända planeter, Kepler 407, har två olika planeter - en gasformig och den andra markbunden. Och medan Kepler 102 är ganska lik vår sol (något mindre lysande), har Kepler 407 nära samma massa (men mycket mer kisel).
För att förstå vilka konsekvenser dessa skillnader kan ha för planetbildning, vände sig SDSS-teamet till ett team av geofysiker. Ledd av Cayman Unterborn från Arizona State University körde detta team datormodeller för att se vilka planeter varje system skulle ha. Som Unterborn förklarade:
”Vi tog stjärnkompositionerna som APOGEE hittade och modellerade hur elementen kondenserade till planeter i våra modeller. Vi fann att planeten runt Kepler 407, som vi kallade 'Janet,' troligen skulle vara rik på mineralgranat. Planeten runt Kepler 102, som vi kallade 'Olive', är förmodligen rik på olivin, som Jorden. "
Denna skillnad skulle ha betydande inverkan på planetära tektonik. För det första är granat mycket styvare än olivin, vilket skulle betyda att "Janet" skulle uppleva mindre i vägen för långvarig plattaktonik. Detta i sin tur skulle innebära att processer som tros vara väsentliga för livet på jorden - som vulkanisk aktivitet, atmosfärisk återvinning och mineralutbyte mellan jordskorpan och manteln - skulle vara mindre vanliga.
Detta ställer ytterligare frågor om planeten för ”jordliknande” planeten i andra stjärnsystem. Förutom att det är stenigt och har starka magnetfält och livskraftiga atmosfärer verkar det som om exoplaneter också måste ha rätt blandning av mineraler för att underhålla livslivet som vi känner till det, i alla fall. Dessutom hjälper den här typen av forskning oss att förstå hur livet först kom på jorden.
Ser fram emot hoppas forskarteamet att utvidga sin studie till att omfatta alla de 200 000 stjärnorna som APOGEE har undersökt för att se vilka som kan vara värd för markplaneter. Detta kommer att göra det möjligt för astronomer att bestämma mineralkompositionen i mer steniga världar och därmed hjälpa dem att avgöra vilka klippiga exoplaneter som är "jordliknande" och vilka som bara är "jordstorlek".
