Odkar je bilo leta 1992 potrjeno prvo eksoplanet, so astronomi našli tisoče svetov zunaj našega Osončja. Z vse več odkritji, ki se ves čas dogajajo, se je žarišče raziskav eksoplanetov začelo počasi premikati od odkritja eksoplanetov do karakterizacije eksoplanetov. Znanstveniki zdaj iščejo določitev sestave eksoplanetov, da bi ugotovili, ali bi lahko podpirali življenje ali ne.
Ključni del tega procesa je ugotoviti, koliko vode obstaja na eksoplanetih, kar je bistveno za življenje, kot ga poznamo. Na nedavni znanstveni konferenci je skupina znanstvenikov predstavila nove raziskave, ki kažejo, da je voda verjetno glavni sestavni del tistih eksoplanetov, ki so od dva do štirikrat večje od Zemlje. Te ugotovitve bodo imele resne posledice, ko gre za iskanje življenja zunaj našega Osončja.
Raziskava je bila predmet predstavitve z naslovom »Razlaga modela rasti razdelitve velikosti planetov«, ki je potekala na konferenci Goldschmidt leta 2018 v Bostonu. Med zasedanjem z naslovom "Vloga ekstremnega atmosferskega bega iz vročih eksoplanetov" je ekipa predstavila ugotovitve, ki kažejo, da so vodni svetovi morda pogostejši, kot so mislili prej.
Te ugotovitve so temeljile na podatkih iz Vesoljski teleskop Kepler in Gaia misijo, ki jo je analizirala mednarodna skupina znanstvenikov pod vodstvom dr. Li Zenga - raziskovalca z oddelka za zemeljske in planetarne znanosti Harvard Univerze. Kot so navedli, je Kepler misija je natančno izmerila polmer več kot 4000 kandidatov za eksoplanete, skupaj z njihovimi orbitalnimi obdobji in drugimi parametri.
Te kandidate za eksoplanet lahko razdelimo v dve velikostni kategoriji: tiste, ki imajo 1,5-kratnik polmera Zemlje, in tiste, ki imajo približno 2,5 zemeljskega polmera. V kombinaciji z masami in nedavnimi meritvami polmerov iz Gaia Misija je ekipi uspelo razviti model notranje strukture teh planetov. Medtem ko se verjame, da so planeti, ki sodijo v prvo kategorijo, kamniti, se za druge štejejo, da segajo od super-Zemlje do plinskih velikanov Neptuna.
Toda glede na model, ki sta ga razvila Li in njegovi sodelavci, so lahko številni potrjeni eksoplaneti, ki so od dva do štirikrat večji od Zemlje, v resnici vodni svetovi. Na teh planetih približno 50% mase sestavlja voda, medtem ko voda predstavlja le 0,2% Zemljine mase. Kot je med predstavitvijo pojasnil doktor Zeng:
"Bilo je presenečenje, ko sem ugotovil, da mora biti toliko vodnih svetov. Ogledali smo si, kako se masa nanaša na polmer, in razvili model, ki bi lahko razložil razmerje. Model navaja, da so tisti eksoplaneti, katerih polmer ima približno x1,5 Zemlji polmer, ponavadi skalnati planeti (običajno x5 mase Zemlje), medtem ko so tisti s polmerom x2,5 Zemlji polmer (z maso okoli x10 Zemlji) so verjetno vodni svetovi. "
Ko pa razmislimo o orbitalnih značilnostih teh planetov (tj. Kako tesno krožijo do svojih zvezd), se začne pojavljati zelo zanimiva slika. Kot je pojasnil Li, ti "vodni svetovi" niso toliko skalnati planeti, ki so pokriti v globokih oceanih, ampak povsem nov tip planeta, za katerega v Osončju ni enakovrednega.
"To je voda, vendar ne tako pogosto na Zemlji. Njihova temperatura na površini naj bi bila med 200 in 500 stopinj Celzija, "je dejal. "Njihova površina je lahko zavita v atmosfero, ki prevladuje z vodno paro, pod njo pa tekoča vodna plast. Ko se poglobimo, bi lahko pričakovali, da se bo ta voda spremenila v visokotlačne zavoje, preden bomo dosegli trdno kamnito jedro. Lepota modela je v tem, da pojasnjuje, kako se sestava nanaša na znana dejstva o teh planetih. "
Morda je še bolj presenetljivo, kako pogosti so ti planeti. Po svoji raziskavi sta Li in njegovi sodelavci navedli, da bi moralo biti približno 35% vseh znanih eksoplanetov, ki so večji od Zemlje, bogato z vodo. Še več, domnevajo, da so se verjetno oblikovali na način, ki je podoben tistemu, kot se domneva, da so nastala jedra plinskih velikanov - kamnito jedro, obdano s plastmi hlapnih materialov, trdnih s pritiskom.
Seveda ima to odkritje velike posledice, ko gre za iskanje življenja izven našega Osončja. Doslej je bila ideja znanstvenika, da je voda ključnega pomena za življenje, kot je znano. Če pa je ta študija pravilna, se zdi, da je voda na eksoplanetih veliko obilna kot prej, in bi lahko bila ovira za življenje, kot ga poznamo.
Če vodni svetovi res sestojijo iz vroče, pare ozračja in gostih ledenih plasti, ki so bližje njihovim jedrom, bi bilo težko življenje na teh svetovih. V bistvu bi ekstremna vročina in pomanjkanje dostopa do zadostne sončne svetlobe, hidrotermalne aktivnosti in kopenskih množic pomenili precej neprijazno okolje. Kljub temu pa študija ponuja nekaj zanimivih možnosti, ko gre za opisovanje eksoplanetov in videnje, kaj je tam.
Glede na prihodnost Li in njegovi sodelavci upajo, da bodo novonastali Prehodni satelit za anketo Exoplanet (TESS) boste našli še veliko teh vodnih svetov. Nato bodo sledili zemeljski teleskopi - in kmalu zagnati James Webb vesoljski teleskop (JWST) - ki bo zagotovil spektroskopske meritve, ki bodo znanstvenikom pomagale opredeliti sestave in atmosfere teh planetov.
Kot je povedala profesorica Sara Seager, profesorica planetarnih znanosti na Massachusetts Institute of Technology (MIT) in namestnica direktorja znanosti Misije TESS:
"Neverjetno je misliti, da bi bili enigmatični eksoplaneti srednje velikosti vodni svetovi z ogromnimi količinami vode. Upajmo, da bodo opažanja ozračja v prihodnosti - debele parne atmosfere - lahko podprla ali ovrgla nove ugotovitve. "
Vmes je še veliko kamnitih svetov, ki jih je treba raziskati zaradi znakov življenja!
