Kaksi vuosikymmentä sitten tähtitieteilijät löysivät ensimmäisen planeetan, joka kiertää aurinkomme kaltaista tähteä, jättiläismaailman, joka sijaitsee noin 50 valovuoden päässä. Tämä löytö avasi tulvakaapin, ja nykyään tutkijat ovat osoittaneet yli 1800 ekstrasolaarista planeettaa - tai eksoplaneettaa - monimuotoisina, -kokoisina ja -koostumuksellisina. Suuret kysymykset ovat nyt, kuinka tavalliset planeettamme planeetallamme voivat olla galaksissamme ja kuinka monella maapallon kaltaisella maailmalla on oikeita asioita elämän järjestämiseen.
Asiaan liittyvä sisältö
- Harvinaisessa pariliitoksessa Venuksen kaltainen planeetta on löytynyt "epäonnistuneen tähden" ympäriltä
- Tässä on miten tähtitieteilijät tosiasiallisesti löytävät planeettoja muista aurinkojärjestelmistä
- Maan kaltaisia eksoplaneetteja on todennäköisesti paljon enemmän kuin kuvittelimme
Parhaiden etsintäpaikkojen selvittäminen edellyttää usein sellaisten eksoplaneettojen etsimistä, joilla näyttää olevan sama kivinen koostumus kuin Maalla ja jotka kiertävät vain riittävän kaukana tähdestään, jotta niiden pinnalla olisi nestemäistä vettä. Nyt kaksi Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksen (CfA) ryhmää on hienostanut metsästystä laskemalla niiden maailmojen koko ja massa, jotka todennäköisesti ovat ystävällisiä elämälle.
Tukeakseen tätä teoreettista työtä, tähtitieteilijät ilmoittivat myös tällä viikolla, että NASA: n Kepler-avaruus teleskoopin löytämät 12 maailmaa ovat todennäköisesti pieniä maapallon kaltaisia planeettoja, jotka kiertävät asuttavalla vyöhykkeellä, veden äärelle sopivan tähden ympärillä ja kenties elämälle. Teos kaksinkertaistaa tunnettujen maankokoisten maailmojen lukumäärän, jotka voivat olla asuttavia.
"Meillä ei ole vielä tarkkaa maapallon kaksoset, mutta alamme täyttää naapurimaissa olevien planeettojen populaatiota", sanoo Keplerin tutkija Douglas Caldwell SETI-instituutista. Caldwell esitteli ryhmän analyysin 12 planeetasta tänään Yhdysvaltain tähtitieteellisen seuran 225. kokouksessa Seattlessa.
Teknisesti vain 11 kymmenestä maailmasta on varmistettu samalla luotettavuustasolla kuin muut vahvistetut Kepler-planeetat. 12. maailmaa pidetään edelleen ehdokasmaapallona, vaikka Caldwellin mukaan joukkueen luottamus todellisuuteen on edelleen erittäin korkea. 11 vahvistetusta planeetasta kaksi pienintä ovat erityisen mielenkiintoisia Maan kaksosmetsästyksessä. Kepler-438b on vain 1, 12 kertaa maapallon koko, kun taas Kepler-442b on 1, 33 kertaa maan koko.
Tämä tarkoittaa, että molemmat planeetat ovat erittäin todennäköisesti kivisiä maailmoja, joilla on sama kemiallinen koostumus kuin Maalla, CfA: n Courtney Dressing -yrityksen johtaman erillisen tutkimuksen mukaan. Aurinkokunnassamme planeetat ovat joko pieniä ja kivisiä, kuten Maa ja Mars, tai suuria ja kaasumaisia, kuten Jupiter ja Neptunus. Tähtitieteilijöiden yllätykseksi, monet tähän mennessä löydetyt eksoplaneetit ovat outoja esineitä, jotka ovat maan ja Neptunuksen välillä. Emme voi vielä nähdä näitä eksoplaneetteja suoraan - tähtitieteilijät löysivät ne etsimällä pientä upotusta tähtivaloon, kun kiertävät planeetat kulkevat isäntähtiensä edessä tai kulkevat niiden kautta. Ilman tarkempaa näkemystä, tutkijat eivät ole olleet varmoja, mitkä "supermaapallot" ovat todella kivisiä ja mitkä ovat enemmän kuin jäisiä mini-Neptuneja.
"Osa ongelmasta sen selvittämisessä, ovatko supermaapallot kivisiä vai kaasumaisia, on se, että meillä ei ole esimerkkejä omassa aurinkokunnassa", Caldwell sanoo. Vastauksen kiusoittamiseksi tähtitieteilijöiden on saatava sekä planeetan koko että massa ja laskettava sen tiheys, mikä antaa kuvan sen koostumuksesta. Joten Dressing ja hänen tiiminsä kääntyivät Kanariansaarten kaukoputkeen, joka on varustettu instrumentilla planeetan massien mittaamiseksi erittäin tarkasti. He käyttivät sitä tutkimaan useita tunnettuja planeettoja ja kartoittamaan koon ja massan välistä suhdetta.
He huomasivat, että pienemmillä, alle 1, 6-kertaisella maapallolla on yleensä oikeat massat, jotta planeetta olisi kivinen. Lisäksi useimmilla tutkituilla pienillä eksoplaneetoilla oli oikea tiheys, jotta niillä oli suunnilleen samat ainesosat kuin Maalla: seos piitä, rautaa, happea, magnesiumia ja vähäisiä määriä muita metalleja. Suuremmat maailmat ovat yleensä paljon vähemmän tiheitä, eli niiden on oltava pääasiassa vetyä tai muita kaasuja.
"Aurinkokuntamme ei ole niin ainutlaatuinen kuin voimme luulla", Dressing sanoo lausunnossaan. "Näyttää siltä, että kallioisilla eksoplaneetoilla on samat perusainesosat."
Toinen tärkein tekijä on, että elämä, kuten tiedämme, näyttää riippuvan suurista nestemäisistä vesimuodoista. Maapallolla vesi peittää noin 70 prosenttia planeetan pinnasta. Mutta viimeaikainen työ osoittaa, että se liikkuu myös planeetan sisätilojen läpi, koska sitä ajaa maan alla levytektoniikka, kiinni mineraaleihin ja ajaa ulos tulivuoret. Tutkijoiden mielestä tämä vetinen kierrätysprosessi on ratkaisevan tärkeä valtamerten pitämiseksi vakaana planeettapinnoilla.
Laura Schaefer ja Dimitar Sasselov CfA: lla käyttivät tietokonemalleja nähdäkseen, kuinka hyvin maapallon koko 1, 5-kertaiset eksoplaneetit pystyvät perustamaan ja ylläpitämään levytektoniaa. He vaihtelivat mahdollisten maailmojensa massoja, jopa viisi kertaa yhtä massiivisia kuin Maa. Tulokset viittaavat siihen, että super-maat, jotka ovat välillä kaksi ja neljä kertaa maapallon massa, olisivat parhaita rakentaa vakaita valtameriä. Meret näillä maailmoilla kestäisivät vähintään 10 miljardia vuotta, he sanovat.
Mutta heidän malli osoitti myös, että massiivisimmissa maailmoissa on paksummat kuoret, mikä viivyttää tulivuoren toiminnan alkamista ja siten valtameren muodostumista pinnalla. He laskevat, että kestää noin miljardi vuotta sen jälkeen kun tällainen massiivinen planeetta muodostuu, jotta valtameri kehittyisi. Olettaen, että evoluutio noudattaa samanlaista vauhtia kuin maan päällä, paras veto elämämme planeetan löytämiseen voi olla supermaapallo, joka on vähintään 5, 5 miljardia vuotta vanha, tiimi sanoo.
Keplerin kiertoratatähteiden löytämät suhteellisen nuorten uusien maapallon kokoiset planeetat. Ja toistaiseksi tutkijat eivät ole varmoja näiden planeettojen massoista. Mutta yksinkertaisesti se, että luettelossa on enemmän planeettoja, jotka ovat ainakin serkkuja Maan päälle, auttaa tähtitieteilijöitä vastaamaan kysymykseen siitä, kuinka yleisiä potentiaalisesti asuttavat maailmat ovat galaksissamme.
"Jokainen haluaa olla ensimmäinen, joka löytää ja ilmoittaa Maan kaksosista, mutta tieteellisesti se ei ole tärkein asia, joka Kepleristä tulee ulos", Caldwell sanoo. "Super-Maapallolla näemme planeetaluokan, josta emme tienneet ennen, joten näkemällä kuinka ne muodostuivat ja kuinka erilaisia ne ovat Maasta, voidaan parantaa malliamme siitä, kuinka kaikki planeetat muodostuvat. Kuinka vesi pääsi Maapallo, ja milloin muodostumisprosessissa se pääsi tänne? Löytämällä samanlaisia planeettoja muiden ikäisten järjestelmissä, toivomme saavamme paremman kuvan tästä kysymyksestä. "
Toimittajan huomautus: Tämä tarina on päivitetty korjaamaan päivämäärän ensimmäiselle eksoplaneetalle, joka löydettiin aurinkoisen tähden ympäriltä; tämä löytö tehtiin kaksi vuosikymmentä sitten, vuonna 1995.
