En ny studie från Georgia Institute of Technology ger nya ledtrådar som indikerar att en exoplanet 500 ljusår bort är ungefär som jorden.

Kepler-186f är den första identifierade planeten i jordstorlek utanför solsystemet som kretsar kring en stjärna i den beboeliga zonen. Det betyder att det är rätt avstånd från sin värdstjärna för att flytande vatten ska samlas på ytan.

Georgia Tech-studien använde simuleringar för att analysera och identifiera exoplanetens spinaxeldynamik. Den dynamiken avgör hur mycket en planet lutar på sin axel och hur den lutningsvinkeln utvecklas över tiden. Axiell lutning bidrar till årstider och klimat eftersom det påverkar hur solljus träffar planetens yta.

Forskarna föreslår att Kepler-186fs axiella lutning är mycket stabil, ungefär som jorden, vilket gör det troligt att det har regelbundna årstider och ett stabilt klimat. Georgia Tech-teamet tror att detsamma gäller för Kepler-62f, en planet i superstorlek av jorden som kretsar runt en stjärna cirka 1, 200 ljusår från oss.

Hur viktig är axiell lutning för klimatet? Stor variation i axiell lutning kan vara en viktig orsak till att Mars förvandlades från ett vattenlandskap för miljarder år sedan till dagens karga öken.

"Mars är i den beboeliga zonen i vårt solsystem, men dess axiella lutning har varit mycket instabil - varierande från noll till 60 grader, " sa Georgia Tech Assistant Professor Gongjie Li, som ledde studien tillsammans med doktorand Yutong Shan från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Den instabiliteten bidrog förmodligen till förfallet av atmosfären på Mars och förångningen av ytvatten."

Som en jämförelse, Jordens axiella lutning svänger mildare - mellan 22,1 och 24,5 grader, går från den ena ytterligheten till den andra var tionde, 000 år eller så.

Orienteringsvinkeln för en planets bana runt dess värdstjärna kan fås att svänga genom gravitationsinteraktion med andra planeter i samma system. Om omloppsbanan skulle svänga med samma hastighet som precessionen av planetens spinnaxel (liknande den cirkulära rörelsen som uppvisas av rotationsaxeln hos en topp eller ett gyroskop), snurraxeln skulle också vingla fram och tillbaka, ibland dramatiskt.

Mars och jorden interagerar starkt med varandra, liksom med Merkurius och Venus. Som ett resultat, av sig själva, deras snurraxlar skulle föregå med samma hastighet som orbitaloscillationen, vilket kan orsaka stora variationer i deras axiella lutning. Lyckligtvis, månen håller jordens variationer i schack. Månen ökar vår planets rotationshastighet och gör att den skiljer sig från orbitaloscillationshastigheten. Mars, å andra sidan, har inte en tillräckligt stor satellit för att stabilisera sin axiella lutning. "Det verkar som att båda exoplaneterna skiljer sig mycket från Mars och jorden eftersom de har en svagare koppling till sina syskonplaneter, "sa Li, en fakultetsmedlem i Fysikskolan. "Vi vet inte om de har månar, men våra beräkningar visar att även utan satelliter, spinnaxlarna för Kepler-186f och 62f skulle ha förblivit konstanta över tiotals miljoner år. "

Kepler-186f är mindre än 10 procent större i radie än jorden, men dess massa, sammansättning och täthet förblir ett mysterium. Den kretsar runt sin värdstjärna var 130:e dag. Enligt NASA, stjärnans ljusstyrka vid högmiddag, när du står på 186f, skulle se lika ljus ut som solen strax före solnedgången här på jorden. Kepler-186f ligger i stjärnbilden Cygnus som en del av ett femplanet stjärnsystem.

Kepler-62f var den mest jordliknande exoplaneten tills forskare märkte 186f 2014. Den är cirka 40 procent större än vår planet och är sannolikt en jord- eller havstäckt värld. Den är i stjärnbilden Lyra och är den yttersta planeten bland fem exoplaneter som kretsar kring en enda stjärna.

Det är inte att säga att exoplaneten har vatten, än mindre livet. Men båda är relativt bra kandidater.

"Vår studie är bland de första som undersökte klimatstabilitet på exoplaneter och ökar den växande förståelsen för dessa potentiellt bebodda närliggande världar, "sa Li.

"Jag tror inte att vi förstår tillräckligt mycket om livets ursprung för att utesluta möjligheten av deras närvaro på planeter med oregelbundna årstider, "tillade Shan." Även på jorden, livet är anmärkningsvärt mångsidigt och har visat otrolig motståndskraft i utomordentligt fientliga miljöer.

"Men en klimatmässigt stabil planet kan vara ett bekvämare ställe att börja."

Pappret, "Obliquity Variations of Habitable Zone Planets Kepler 62-f och Kepler 186-f, " publiceras online i The Astronomical Journal.