Steniga exoplaneter som är runt jordens storlek är jämförelsevis små, vilket gör dem otroligt svåra att upptäcka och karakterisera med hjälp av teleskop. Vilka är de optimala förutsättningarna för att hitta så små planeter som dröjer sig kvar i mörkret? "En stenig planet som är varm, smält, och möjligen hyser en stor avgasad atmosfär markerar alla rutorna, " säger Dan Bower, astrofysiker vid Center for Space and Habitability (CSH) vid universitetet i Bern. En sådan planet kunde lättare ses av teleskop på grund av stark utgående strålning än dess solida motsvarighet. SNSF Ambizione och CSH Fellow fortsätter:"Beviljat, du skulle inte vilja semestra på någon av dessa planeter, men de är viktiga att studera eftersom många om inte alla steniga planeter börjar sitt liv som smälta blobbar, men så småningom kan vissa bli beboeliga som jorden.

Steniga planeter är byggda av resterna av resterna. "Allt som inte tar sig in i den centrala stjärnan eller en jätteplanet har potential att sluta bilda en mycket mindre jordisk planet, " säger Bower:"Vi har anledning att tro att processer som sker under babyåren av en planets liv är grundläggande för att bestämma dess livsväg." Bower och ett team av post-docs - främst från PlanetS-nätverket - var intresserade av att avslöja den observerbara naturen hos en sådan planet. Deras studie är nu publicerad i tidskriften Astronomi &Astrofysik . Det visar att en smält jord faktiskt skulle vara cirka 5 % större i radie än en fast jord, och detta beror på skillnaden i beteendet hos smälta kontra fasta material vid de extrema förhållandena i ett planetariskt inre. "I huvudsak, ett smält silikat upptar mer volym än dess ekvivalenta fasta material, och detta ökar planetens storlek, " förklarar Bower.

En skillnad som CHEOPS kan upptäcka

I karakteriseringen av exoplaneter utanför vårt solsystem och sökandet efter potentiellt beboeliga världar, forskare vid universitetet i Bern är bland de ledande i världen. Även om upptäckten av en stenig planet runt en ljus solliknande stjärna kommer att förbli utom räckhåll åtminstone fram till lanseringen av PLATO-rymduppdraget 2026, Planeter i jordstorlek runt kallare och mindre stjärnor som de röda dvärgarna Trappist-1 eller Proxima b är nu inställda på att stå i centrum. Intressant, 5% skillnad i planetradier kan mätas med nuvarande och framtida observationsanläggningar, framför allt rymdteleskopet CHEOPS som utvecklades och monterades i Bern och kommer att skjutas upp senare i år. Verkligen, de senaste exoplanetdata ger redan en aning om att smälta planeter med låg massa, upprätthålls av intensivt stjärnljus, finns i exoplanetkatalogen. Vissa exoplaneter kan därför vara jordlika när det gäller liknande byggstenar, ändå har olika mängder fast och smält sten för att förklara observerade variationer i planetstorlek. "De behöver inte nödvändigtvis vara gjorda av exotiska lätta material för att förklara data, säger Bower.

Dock, även en totalt smält planet kanske inte kan förklara observationen av de mest extrema lågdensitetsplaneterna. Men om detta har forskargruppen också ett förslag:Smälta planeter tidigt i deras historia kan gasa ut stora atmosfärer av flyktiga arter som ursprungligen var fångade inuti magman i planetens inre. Detta kan förklara en ytterligare minskning av den observerade planettätheten. James Webb Space Telescope (JWST) borde kunna urskilja en sådan utgasad atmosfär på en planet runt en kall röd dvärg om den domineras av antingen vatten eller koldioxid.

Förutom konsekvenserna för observationer, Lövsal, med sina rötter som jordforskare, ser sin studie i ett bredare sammanhang:"Det är klart, vi kan aldrig observera vår egen jord i dess historia när den också var varm och smält. Men intressant nog, exoplanetär vetenskap öppnar dörren för observationer av tidiga jord- och tidiga Venus-analoger som i hög grad kan påverka vår förståelse av jorden och solsystemets planeter. Att tänka på jorden i samband med exoplaneter, och vice versa, erbjuder nya möjligheter att förstå planeter både inom och bortom solsystemet."