Forskare har visat att vatten sannolikt kommer att vara en viktig komponent i de exoplaneter (planeter som kretsar runt andra stjärnor) som är mellan två till fyra gånger så stora som jorden. Det kommer att få konsekvenser för sökandet efter liv i vår galax. Verket presenteras på Goldschmidt-konferensen i Boston.

Upptäckten 1992 av exoplaneter som kretsar runt andra stjärnor har väckt intresse för att förstå sammansättningen av dessa planeter för att fastställa, bland andra mål, om de är lämpliga för livets utveckling. Nu visar en ny utvärdering av data från det exoplanetjaktande rymdteleskopet Kepler och Gaia-uppdraget att många av de kända planeterna kan innehålla så mycket som 50 % vatten. Detta är mycket mer än jordens vattenhalt på 0,02 % (i vikt).

"Det var en stor överraskning att inse att det måste finnas så många vattenvärldar", sa huvudforskaren Dr Li Zeng (Harvard University),

Forskare har funnit att många av de 4 000 bekräftade eller kandidatexoplaneter som hittills upptäckts faller i två storlekskategorier:de med en planetarisk radie på i genomsnitt cirka 1,5 av jordens, och de som i genomsnitt är runt 2,5 gånger jordens radie.

Nu är en grupp internationella forskare, efter att ha analyserat exoplaneterna med massmätningar och senaste radiemätningar från Gaia-satelliten, har utvecklat en modell för sin interna struktur.

"Vi har tittat på hur massa relaterar till radie, och utvecklade en modell som kan förklara förhållandet", sa Li Zeng. Modellen indikerar att de exoplaneter som har en radie på cirka x1,5 jordens radie tenderar att vara steniga planeter (typiskt x5 jordens massa), medan de med en radie på x2,5 jordens radie (med en massa runt x10 av jordens) förmodligen är vattenvärldar".

"Det här är vatten, men inte så vanligt här på jorden", sa Li Zeng. "Deras yttemperatur förväntas ligga i intervallet 200 till 500 grader Celsius. Deras yta kan vara höljd i en vattenångdominerad atmosfär, med ett flytande vattenskikt under. Går djupare, man kan förvänta sig att detta vatten förvandlas till högtrycksis innan vi når den fasta steniga kärnan. Det fina med modellen är att den förklarar hur sammansättningen relaterar till de kända fakta om dessa planeter."

Li Zeng fortsatte, "Våra data indikerar att cirka 35 % av alla kända exoplaneter som är större än jorden borde vara vattenrika. Dessa vattenvärldar har troligen bildats på liknande sätt som den jättelika planetens kärnor (Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus) som vi hittar i vårt eget solsystem. Det nylanserade TESS-uppdraget kommer att hitta många fler av dem, med hjälp av markbaserad spektroskopisk uppföljning. Nästa generations rymdteleskop, rymdteleskopet James Webb, kommer förhoppningsvis att prägla atmosfären hos några av dem. Det här är en spännande tid för dem som är intresserade av dessa avlägsna världar”.

Professor Sara Seager, Professor i planetvetenskap vid Massachusetts Institute of Technology, och biträdande vetenskapschef för det nyligen lanserade TESS-uppdraget (Transiting Exoplanet Survey Satellite), som kommer att söka efter exoplaneter, sa:

"Det är häpnadsväckande att tänka att de gåtfulla exoplaneterna av medelstorlek kan vara vattenvärldar med stora mängder vatten. Förhoppningsvis kan observationer av atmosfären i framtiden - av tjocka ångatmosfärer - stödja eller motbevisa de nya rönen".