En ny katalog över exoplanetfynd av NASA:s rymdteleskop Kepler har avslöjat två olika storleksgrupper av små främmande världar, ett fynd som sannolikt kommer att få stor inverkan på jakten på utomjordiskt liv.

"Detta är en stor ny division i släktträdet för planeter, analogt med att upptäcka att däggdjur och ödlor är distinkta grenar på livets träd, "sade professor i astronomi Andrew Howard, som arbetar vid California Institute of Technology (Caltech) i ett uttalande.

Keplers katalog

Under Keplers primära uppdrag, den stirrade oblinkande på samma himmel i fyra år (från 2009-2013), studerar ljusstyrkan på mer än 150, 000 stjärnor i stjärnbilderna Cygnus och Lyra. Även om rymdfarkosten fortfarande tar data som en del av det "K2" utökade uppdraget, denna allmänt tillgängliga katalog markerar den senaste versionen av Keplers primära uppdrag.

Kepler upptäcker exoplaneter, eller planeter som kretsar kring en annan stjärna än solen, med hjälp av "transitmetoden". Metoden beror på främmande världar som kretsar framför sina värdstjärnor. När exoplaneten blockerar en liten mängd ljus genom att passera framför stjärnan, Kepler upptäcker transiteringen och kan mäta världens fysiska storlek utifrån hur mycket stjärnljus det blockerar. För att utesluta falska positiva saker som stjärnfläckar eller instrumentella avvikelser, uppdraget måste upptäcka många fler transiter runt den specifika stjärnan innan existensen av en exoplanet kan bekräftas. Fram till bekräftelse, dessa transiteringar är kända som "kandidater, "och den 19 juni NASA tillkännagav upptäckten av 219 exoplaneter, 10 av dem är jordstora världar som kretsar inom sina stjärnors beboeliga zoner.

Den beboeliga zonen runt vilken stjärna som helst är det avstånd på vilket en planet kan kretsa som inte är för varmt eller för kallt för att flytande vatten ska kunna existera på dess steniga yta. Som flytande vatten är nödvändigt för livet som vi känner det, sökandet efter främmande världar som är ungefär jordstora och kretsar i stjärnornas beboeliga zoner är en av de djupaste uppdrag mänskligheten någonsin har gjort.

Kepler -siffran står nu på 4, 034 exoplanetkandidater, varav 2, 335 är bekräftade exoplaneter. Mer än 30 exoplaneter i jordstorlek har bevarats, och ytterligare 20 (inklusive de jordstorlekandidater som tillkännagavs den 19 juni) väntar på bekräftelse.

När Keplers katalog har vuxit, astronomer använder alltmer detaljerade statistiska analyser för att bestämma de olika typerna av exoplaneter som upptar vår galax och, genom att gå ihop med W. M. Keck Observatory på Hawaii, en fascinerande upptäckt har gjorts.

Grodor och exoplaneter

Exoplaneter finns i alla storlekar, från steniga världar mindre än jorden till massiva uppsvällda gasjättar många gånger Jupiters storlek. Inom detta sortiment har astronomer upptäckt att, i den mindre exoplanetära demografin, vår galax verkar gynna antingen "super-jordar" eller "mini-Neptuner, ”med väldigt få exoplaneter emellan.

"Vi har precis upptäckt att vi trodde att en enda typ av planeter faktiskt är två olika klasser av planeter med ganska olika egenskaper, "sade doktoranden Benjamin" B. J. "Fulton, som också arbetar på Caltech och Institute of Astronomy vid University of Hawaii, under briefingen.

Detta är analogt med att biologer upptäcker en ny art groda i Amazonas regnskog, bara för att senare upptäcka det, efter att hundratals exemplar samlats in och studerats, denna groda finns bara i två storlekar. Taxonomerna kan då bestämma att dessa två grodor är helt olika arter - en "vanlig" groda och en "dvärg" groda.

Men innan deklarerar exoplaneten "art, "forskarna behövde göra en seriös stjärngranskning. Så, under en femårig kampanj, de använde Keck -observatoriet för att göra extremt detaljerade observationer av Keplers stjärnor. De kunde exakt härleda den fysiska storleken på exoplaneterna genom att noggrant mäta storleken på deras stjärnor.

Ser man på, de såg ett mönster uppstå, som beskrivs i en studie publicerad i The Astrophysical Journal. Från tusentals bekräftade och kandidat exoplaneter, vår galax verkar ha en stark preferens för två typer av små exoplaneter:Steniga världar upp till 1,75 gånger större än jorden och gastäckta världar mellan 2 till 3,5 gånger större än jorden. Dessa "arter" av exoplaneter är kända som "super-Earths" och "mini-Neptunes, "respektive. Intressant nog, det finns ett gap mellan de två grupperna; exoplaneter mellan 1,75 och 2 gånger jordens diameter verkar vara sällsynta.

"De flesta planeterna i den första gruppen kan likna jorden, med steniga ytor och liten eller ingen atmosfär. Planeter i den andra gruppen är förmodligen mer som kusiner till Neptunus, med tjock atmosfär och ingen yta att tala om, "Fulton tillagt." Mellanstora planeter mellan dessa två storleksgrupper är relativt sällsynta. Detta är en ny stor del i exoplanets släktträd. "

Men varför skulle vår galax företrädesvis producera två specifika exoplanetgrupper? Det finns teorier.

"En liten bit väte och heliumgas går väldigt långt, "sa Howard i ett uttalande." Så, om en planet förvärvar endast en procent av väte och helium i massa, det räcker för att hoppa över klyftan [mellan de två grupperna för att bli en mini-Neptunus]. Dessa planeter är som stenar med stora gasballonger runt sig. Väte och helium som finns i ballongen bidrar inte riktigt till massan av systemet som helhet, men det bidrar till volymen på ett fantastiskt sätt, vilket gör planeterna mycket större i storlek. "

Om andra exoplaneter inte kan behålla sina gasformiga kuvert, dock, de kommer snabbt att gå med i superjordskategorin med liten eller ingen atmosfär.

"Atmosfären på planeter som kretsar nära sina värdstjärnor är mottagliga för att bli blåst bort av den extrema strålningen från stjärnan, "sa Fulton under briefingen.

Detta, självklart, har konsekvenser för jakten på utomjordiskt liv. Genom att "skärpa upp skiljelinjen" mellan dessa två grupper av små exoplaneter, Fulton hävdar att astronomer i framtiden bättre kommer att kunna välja var de ska jaga efter främmande liv på verkligt beboeliga "superjordar" snarare än "mini-Neptunerna" med krossande atmosfärer som skulle vara "ogästvänliga för livet som vi känner det. "

Om dessa små exoplaneter är så vanliga i vår galax, varför finns det inga superjordar eller mini-Neptunus i vårt solsystem? "Det är intressant att [vårt solsystem inte] har det som verkar vara den vanligaste typen av planet i galaxen, "sa Fulton." Även om du kanske har hört talas om ett nytt resultat av denna potentiella planet långt ute i solsystemets yttre delar som kallas "Planet 9" som ... är potentiellt en av dessa superjordar eller mini-Neptuner, så [om Planet 9 upptäcks] kan den svara på denna fråga. "