Många exoplaneter som kommer att hittas av kommande kraftfulla teleskop kommer förmodligen att vara tidvattenlåsta - med ena sidan permanent vänd mot sin värdstjärna - enligt ny forskning av astronomen Rory Barnes från University of Washington.

Barnes, en UW biträdande professor i astronomi och astrobiologi, kom fram till fyndet genom att ifrågasätta det långvariga antagandet att endast de stjärnor som är mycket mindre och svagare än solen kunde vara värd för kretsande planeter som var i synkron bana, eller tidvattenlåst, som månen är med jorden. Hans papper, "Tidvattenlåsning av beboeliga exoplaneter, " har godkänts för publicering av tidskriften Himmelsmekanik och dynamisk astronomi .

Tidvattenlåsning uppstår när det inte finns något momentum från sida till sida mellan en kropp i rymden och dess gravitationspartner och de blir fixerade i sin famn. Tidvattenlåsta kroppar som jorden och månen är i synkron rotation, vilket innebär att var och en tar exakt lika lång tid att rotera runt sin egen axel som den tar att kretsa runt sin värdstjärna eller gravitationspartner. Månen tar 27 dagar att rotera en gång på sin axel, och 27 dagar att kretsa runt jorden en gång.

Månen tros ha skapats av en himlakropp i storleken Mars som slog in i den unga jorden i en vinkel som fick världen att snurra initialt med cirka 12 timmars dagar.

"Möjligheten att låsa tidvatten är en gammal idé, men ingen hade någonsin gått igenom det systematiskt, sade Barnes, som är ansluten till det UW-baserade Virtual Planetary Laboratory.

Förr, han sa, forskare tenderade att använda den 12-timmarsuppskattningen av jordens rotationsperiod för att modellera exoplanetbeteende, frågar, till exempel, hur lång tid det kan ta för en jordliknande exoplanet med ett liknande omloppsspinn att bli tidvattenlåst.

"Det jag gjorde var att säga, kanske det finns andra möjligheter - du kan ha långsammare eller snabbare initiala rotationsperioder, Barnes sa. "Du kan ha planeter större än jorden, eller planeter med excentriska banor – så genom att utforska det större parameterutrymmet, du upptäcker att de gamla idéerna faktiskt var väldigt begränsade, det var bara ett resultat där."

"Planetära bildningsmodeller, dock, föreslår att en planets initiala rotation kan vara mycket större än flera timmar, kanske till och med flera veckor, " sa Barnes. "Och så när du utforskar det området, vad du hittar är att det finns en möjlighet för många fler exoplaneter att bli tidvattenlåsta. Till exempel, om jorden bildades utan måne och med en första "dag" som var fyra dagar lång, en modell förutspår att jorden vid det här laget skulle vara tidvattenlåst till solen."

Barnes skriver:"Dessa resultat tyder på att processen med tidvattenlåsning är en viktig faktor i utvecklingen av de flesta av de potentiellt beboeliga exoplaneterna som kommer att upptäckas inom en snar framtid."

Att vara tidvattenlåst ansågs en gång leda till sådana extrema klimat som eliminerar alla möjligheter till liv, men astronomer har sedan dess resonerat att närvaron av en atmosfär med vindar som blåser över en planets yta kan mildra dessa effekter och möjliggöra måttliga klimat och liv.

Barnes sa att han också övervägde de planeter som sannolikt kommer att upptäckas av NASA:s nästa planetjaktsatellit, Transiting Exoplanet Survey Satellite eller TESS, och fann att varje potentiellt beboelig planet den kommer att upptäcka sannolikt kommer att vara tidvattenlåst.

Även om astronomer upptäcker den länge eftersökta jordens "tvilling" som kretsar runt en virtuell tvilling av solen, att världen kan vara tidvattenlåst.

"Jag tror att den största konsekvensen framöver, Barnes sa, "är att när vi söker efter liv på alla exoplaneter behöver vi veta om en planet är tidvattenlåst eller inte."