این تجزیه و تحلیل شواهدی برای بسیاری از سیارات فراخورشیدی ساخته شده از آب و سنگ در اطراف ستارگان کوچک یافت

یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که سیاره‌های زیادی ممکن است مقادیر زیادی آب نسبت به آنچه قبلا تصور می‌شد داشته باشند – به اندازه نصف آب و نیمی سنگ. گرفتن؟ همه این آب احتمالاً به جای اینکه به صورت اقیانوس یا رودخانه در سطح جریان داشته باشد، در سنگ جاسازی شده است.

یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که سیاره‌های زیادی ممکن است مقادیر زیادی آب نسبت به آنچه قبلا تصور می‌شد داشته باشند – به اندازه نصف آب و نیمی سنگ. گرفتن؟ همه این آب احتمالاً به جای اینکه به صورت اقیانوس یا رودخانه در سطح جریان داشته باشد، در سنگ جاسازی شده است.

رافائل لوک، نویسنده اول مقاله جدید و محقق فوق دکتری در دانشگاه شیکاگو، گفت: دیدن شواهدی مبنی بر این که بسیاری از جهان های آبی به دور رایج ترین نوع ستاره در کهکشان می چرخند، شگفت آور بود. این پیامدهای بزرگی برای جستجوی سیارات قابل سکونت دارد.

به لطف ابزارهای بهتر در تلسکوپ ها، دانشمندان در حال یافتن نشانه هایی از سیارات بیشتر و بیشتر در منظومه های خورشیدی دوردست هستند. حجم نمونه بزرگتر به دانشمندان کمک می کند تا الگوهای جمعیتی را شناسایی کنند – شبیه به اینکه چگونه نگاه کردن به جمعیت کل یک شهر می تواند روندهایی را که در سطح فردی به سختی قابل مشاهده است آشکار کند.

لوک به همراه یکی از نویسندگان انریکه پال از انستیتو د Astrofísica de Canarias و دانشگاه لا لاگونا، تصمیم گرفتند به گروهی از سیارات در سطح جمعیت که در اطراف نوعی ستاره به نام M-Dwarf دیده می‌شوند، نگاه کنند. این ستارگان رایج ترین ستارگانی هستند که در اطراف خود در کهکشان می بینیم و تاکنون دانشمندان ده ها سیاره اطراف آنها را فهرست بندی کرده اند.

اما از آنجایی که ستارگان بسیار درخشان تر از سیارات خود هستند، ما نمی توانیم خود سیارات را ببینیم. در عوض، دانشمندان نشانه‌های ضعیفی از تأثیر سیارات بر ستاره‌هایشان پیدا می‌کنند – سایه‌ای که هنگام عبور یک سیاره از مقابل ستاره‌اش ایجاد می‌شود، یا کشش خفیف حرکت ستاره در حین چرخش سیاره. این بدان معنی است که سؤالات زیادی در مورد اینکه این سیارات واقعاً چه شکلی هستند باقی می ماند.

پیلی گفت: «هر یک از دو روش مختلف برای تشخیص سیارات اطلاعات متفاوتی به شما می دهد. دانشمندان با گرفتن سایه ای که هنگام عبور سیاره از مقابل ستاره خود ایجاد می شود، می توانند قطر سیاره را پیدا کنند. با اندازه گیری نیروی گرانشی کوچکی که یک سیاره به یک ستاره وارد می کند، دانشمندان می توانند جرم آن را پیدا کنند.

با ترکیب این دو اندازه گیری، دانشمندان می توانند بینشی از ترکیب سیاره به دست آورند. شاید این یک سیاره بزرگ اما اثیری باشد که بیشتر از گاز مانند مشتری ساخته شده است، یا یک سیاره کوچک، متراکم و سنگی مانند زمین.

این تجزیه و تحلیل ها برای سیارات جداگانه انجام شده است، اما خیلی کمتر برای کل جمعیت شناخته شده چنین سیاراتی در کهکشان راه شیری. هنگامی که دانشمندان به اعداد – در مجموع 43 سیاره – نگاه کردند، تصویر شگفت انگیزی را مشاهده کردند.

چگالی درصد زیادی از سیارات نشان می دهد که آنها خیلی سبک هستند و نمی توانند از سنگ خالص تشکیل شوند. در عوض، این سیارات احتمالاً چیزی شبیه نیم سنگ و نیمی آب یا مولکول سبکتر دیگری هستند. تفاوت بین برداشتن یک توپ بولینگ و یک توپ فوتبال را تصور کنید: اندازه آنها تقریباً یکسان است، اما یکی از مواد بسیار سبک تر ساخته شده است.

ممکن است وسوسه انگیز باشد که این سیارات را چیزی خارج از دنیای آبی کوین کاستنر تصور کنیم: کاملاً پوشیده از اقیانوس های عمیق. با این حال، این سیارات به قدری به خورشید خود نزدیک هستند که هر آبی در سطح آن در فاز گازی فوق بحرانی وجود دارد که باعث افزایش شعاع آنها می شود. لوک توضیح داد: “اما ما چنین چیزی را در نمونه ها نمی بینیم.” این نشان می دهد که آب به شکل اقیانوس سطحی نیست.

در عوض، ممکن است آب به صورت مخلوط در سنگ یا در جیب های زیر سطح وجود داشته باشد. این شرایط شبیه قمر مشتری اروپا است که تصور می‌شود در زیر زمین آب مایع دارد.

جاکوب بین، دانشمند سیارات فراخورشیدی UChicago، که گروه Luque برای انجام آنالیزهای بیشتر به آن ملحق شد، گفت: “وقتی این تحلیل را دیدم شوکه شدم — من و بسیاری از افراد در این زمینه تصور کردیم که این سیارات خشک و سنگی هستند.”

این کشف با تئوری شکل گیری سیارات فراخورشیدی که در چند سال گذشته مورد توجه قرار نگرفته بود، مطابقت دارد، که نشان می دهد بسیاری از سیارات در منظومه شمسی خود شکل گرفته و در طول زمان به داخل مهاجرت کرده اند. تصور کنید که توده های سنگ و یخ در شرایط سرد دور از یک ستاره با هم تشکیل می شوند و سپس توسط گرانش ستاره به آرامی به داخل کشیده می شوند.