Vi står på kanten av nästa fas av planetupptäckten. Planeter som jordens massa är utom räckhåll idag, men en ny klass av superjordplaneter upptäcks nu, och mer kommer att dyka upp med nästa generation mark- och rymdbaserade teleskop. Den kanske mest intressanta forskningen kommer att ligga i atmosfären på dessa planeter.
Super Earths kan ha upp till tio gånger jordens massa, men med en fast yta och flytande vatten kan de mycket väl vara beboeliga. En nylig presentation av Eliza Miller-Ricci från Harvard University vid det 213: e mötet i American Astronomical Society diskuterade vilken typ av atmosfärer astronomer kan se när dessa superjordar börjar dyka upp. Även om det är intressant vetenskapligt - geologiskt förgasning, bevis på plattaktonik och atmosfärens tjocklek eller tunnhet, är den mest intressanta frågan: kan superjordplaneter stödja livet?
För att få liv som vi förstår det, måste superjordplaneter (som vanliga jordplaneter) ha flytande vatten på ytan, och de kräver ett visst temperaturområde - moderstjärns bebodliga zon. Som vi ser i vårt eget solsystem hjälper en planets atmosfär att reglera dess temperatur; Venus har en tjock atmosfär och den är tillräckligt varm för att smälta bly, medan jorden har en fin temperatur för att låta vätska bildas på ytan. Mars har en tunn atmosfär och det är riktigt kallt. Det är inte bara atmosfärens tjocklek som betyder något, det är också vad som finns i den: koldioxid, vatten etc.
Planeter med hög massa som Jupiter är mestadels bildade av väte. Terrestriska planeter med låg massa som Jorden kan inte hålla fast vid sitt väte och det flyr ut i rymden under planetens tidiga historia. Men dessa superjordar kan hålla fast vid sitt väte. I stället för en atmosfär med låg väte som Jorden, kan de ha en atmosfär med stora mängder vatten. Och vatten är en kraftfull växthusgas - spårmängder av vattenånga i jordens atmosfär står för 60% av vår växthuseffekt och håller planeten varm och bebodlig.
Jag frågade Miller-Ricci om vilken inverkan stora mängder väte kommer att få på atmosfären på en superjordplanet. Vi har vatten här på jorden, men väldigt lite i atmosfären. Vattenånga är en kraftfull växthusgas och skulle hjälpa till att definiera planetens temperatur. ”Mängden väte i atmosfären på en superjordplanet skulle påverka dess beboeliga zon avsevärt. Det här är en väldigt viktig fråga, det är vad vi tittar på. "
Nuvarande uppdrag kan upptäcka superjordar med transiteringsmetoden, där planeten dimmar ljus från sin moderstjärna när den passerar framför. Genom att subtrahera den kemiska signaturen när planeten passerar efter stjärnan, kan astronomer bestämma dess atmosfär.
Att hitta superjordar är vid gränsen för nuvarande teleskop, men kraftigare instrument lanseras snart. NASA: s Kepler-uppdrag, som lanserades i april 2009, kommer att visa upp ännu fler superjordar än som redan har hittats. Men nästa generation rymdteleskop, som NASA: s James Webb rymdteleskop, kommer att göra det möjligt för astronomer att direkt avbilda dessa planetens atmosfärer.
