En forskare från Southwest Research Institute använder stordata för att hjälpa forskarsamhället karakterisera exoplaneter, särskilt främmande världar som kretsar kring närliggande stjärnor. Av särskilt intresse är exoplaneter som kan hysa liv.

"Först fokuserade forskare på temperaturer, letar efter exoplaneter i "Goldilocks-zonen" - varken för nära, inte för långt från stjärnan, där flytande vatten kan finnas, " sa Dr. Natalie Hinkel, en planetarisk astrofysiker vid SwRI. "Men definitionen av beboelighet utvecklas bortom flytande vatten och en mysig temperatur."

Planeterna behöver också byggstenarna för livet (som väte, kol, kväve, syre och fosfor) samt en stenig sammansättning (inklusive element som järn, kisel och magnesium) för att en planet ska vara beboelig. Plus, aktiva geokemiska cykler är nödvändiga för att distribuera dessa element runt om i världen. Som sett på jorden, en skyddande atmosfär är också en nödvändighet för livet.

"Med nuvarande teknik, vi kan inte mäta sammansättningen av en exoplanets yta, mycket mindre dess inre, ", sa Hinkel. "Men vi kan mäta mängden element i en stjärna spektroskopiskt, studerar hur ljus interagerar med elementen i en stjärnas övre lager. Med hjälp av dessa data, forskare kan sluta sig till vad en stjärnas kretsande planeter är gjorda av, använder stjärnsammansättning som en proxy för sina planeter."

Hinkel byggde en allmänt tillgänglig databas, kallad Hypatia-katalogen, för att hjälpa forskare att utforska tusentals stjärnor, såväl som potentiella stjärn-exoplanetsystem, observerats under de senaste 35 åren. Det är den största databasen med stjärnor och deras element för befolkningen inom 500 ljusår från vår sol. Vid sista räkningen, Hypatia hade stellar kemiska förekomstdata på 6, 156 stjärnor, 365 av dem är kända för att vara värdplaneter. Databasen katalogiserar också 72 stjärnelement från väte till bly.

"Hypatia-katalogen och andra stora databaser över stjärnkemiska förekomster öppnar upp en ny tidsålder av exoplanetutforskning, " sa Hinkel. Hon var en del av ett team av forskare som nyligen modellerade vatten i planeter som kretsar kring den närliggande stjärnan TRAPPIST-1. "Vi fann att några av planeterna, inklusive en i den beboeliga zonen, är sannolikt "vattenvärldar, ' består av 5 till 25 procent vatten, vilket starkt skulle påverka deras beboelighet. Som jämförelse, Jorden har 0,02 procent vatten."

Nästa, Hinkel arbetar med en mängd olika maskininlärningsalgoritmer för att utforska de osynliga sätten att närvaron av en planet kan påverka värdstjärnans kemi.

The American Scientist september-oktobernumret inkluderade en artikel av Hinkel med titeln "Big Data on Exoplanet Composition, " med Hypatia Catalog. Hinkel döpte katalogen efter en av hennes vetenskapliga hjältinnor, en ledande matematiker och astronom i slutet av 300-talet, tidigt 400-tal – den enda kvinna som man vet hade haft denna nivå av vetenskapligt inflytande på sin tid.

För mer information, besök astrofysik, www.hypatiacatalog.com/ .