Konstnärens koncept om hur stenigt, potentiellt beboeliga världar på andra håll i vår galax kan dyka upp. Data som samlats in av teleskop i rymden och på marken tyder på att små, steniga planeter är vanliga. (Att placera dem så nära varandra i en rad är endast i illustrativt syfte.) Kredit:NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech)
Planeterna som hittills upptäckts över Vintergatan är brokiga, myllrande folkmassa:heta Jupiters, gasjättar, små, steniga världar och mystiska planeter större än jorden och mindre än Neptunus. När vi förbereder oss på att lägga till många tusen till de tusentals som redan finns, sökandet fortsätter efter bevis på liv – och efter en värld som liknar vår egen.
Och när våra rymdteleskop och andra instrument blir allt känsligare, vi börjar nolla in.
Upptäckten så här långt inspirerar spänning och nyfikenhet bland forskare och allmänheten. Vi har hittat steniga planeter i jordens storleksintervall, på rätt avstånd från sina moderstjärnor för att hysa flytande vatten. Även om dessa egenskaper inte garanterar en beboelig värld – vi kan ännu inte riktigt säga om dessa planeter verkligen har atmosfärer eller hav – kan de hjälpa oss att peka i rätt riktning.
Framtida rymdteleskop kommer att kunna analysera ljuset från några av dessa planeter, letar efter vatten eller en blandning av gaser som liknar vår egen atmosfär. Vi kommer att få en bättre förståelse för temperaturerna på ytan. När vi fortsätter att bocka av objekt på listan över beboelighet, vi kommer närmare och närmare att hitta en värld som bär igenkännliga tecken på liv.
Bland de mest kritiska faktorerna i utformningen och utvecklingen av en beboelig planet är dess moderstjärnas natur. Stjärnans massa, storlek och ålder bestämmer avståndet och omfattningen av dess "beboeliga zon" - området runt en stjärna där temperaturen potentiellt tillåter flytande vatten att samlas på en planets yta.
Stjärnkartläggning av galaxen
Europeiska rymdorganisationens Gaia-satellit, lanserades 2013, håller på att bli en av historiens största stjärnkartare. Den förlitar sig på en uppsättning högprecisionsinstrument för att mäta stjärnans ljusstyrka, distans, och sammansättning. Det ambitiösa målet är att skapa en tredimensionell karta över vår galax Vintergatan. Diagrammet inkluderar hittills positionerna för cirka 1,7 miljarder stjärnor, med avstånd för ca 1,3 miljarder.
Det har föranlett en omvärdering av stjärnstorlekarna för att ta reda på om vissa kan vara större, mindre, svagare eller ljusare än forskarna trodde.
Det visar sig att många av stjärnorna visade sig vara ljusare – och större – än tidigare undersökningar uppskattat. För teamet som hanterar explosionen av planetfynd från NASA:s rymdteleskop Kepler, med början 2009, det innebär också en revidering av storlekarna för planeterna i omloppsbana runt dem.
Om en stjärna är ljusare än vi trodde, det är ofta större än vi trodde också. Planeten i omloppsbana runt den, mätt proportionellt med transiteringsmetoden, måste också vara större.
Det betyder att vissa av planeterna som tros ha en storlek och temperatur som liknar jordens är verkligen större – och vanligtvis, varmare.
"Gaia har förbättrat avstånden och har förbättrat bedömningarna av hur ljus en stjärna är, och hur stor en planet är, sa Eric Mamajek, biträdande programchefsforskare för NASA:s Exoplanet Exploration Program. "Hela frågan har alltid varit hur väl förstår vi stjärnan? Det här är bara ytterligare ett kapitel i den pågående historien."
De senaste vetenskapliga uppgifterna från Gaia-rymdsonden föranleder också en omvärdering av de mest lovande planeterna i "beboelig zon" som hittats av observatorier runt om i världen, såväl som rymdbaserade instrument som NASA:s Kepler. När forskare stryker både observationer och definitioner av vad vi anser vara en potentiellt beboelig värld, bättre data för oss närmare att hitta en sådan planet och – kanske lika viktigt – att hitta vår egen planets plats bland dem.
Av de 3, 700 exoplaneter – planeter runt andra stjärnor – bekräftat av forskare hittills, ca 2, 600 hittades av rymdteleskopet Kepler. Kepler jagar efter den lilla förmörkelsen, eller doppa i stjärnljus, som en planet korsar ansiktet på sin stjärna.
Den senaste analysen av Keplers upptäckter visar att 20 till 50 procent av stjärnorna på himlen sannolikt har små, potentiellt steniga planeter i sina beboeliga zoner. Vår första uppskattning av nästan jordens storlek, planeter i beboelig zon från rymdfarkosten Kepler den 19 juni, 2017, var 30. Preliminär analys av nyare data, på både dessa exoplaneter och deras värdstjärnor, visar att antalet sannolikt är mindre – möjligen mellan 2 och 12.
Mycket mer data behövs, inklusive en bättre förståelse för hur en planets storlek relaterar till dess sammansättning.
"Vi försöker fortfarande ta reda på hur stor en planet kan vara och fortfarande vara stenig, sa Jessie Dotson, en astrofysiker vid NASA:s Ames Research Center i Kaliforniens Silicon Valley. Hon är också projektforskare för Keplers nuvarande, utökat uppdrag, känd som K2.
Vid första ögonkastet, den senaste analysen kan verka nedslående:färre steniga, potentiellt beboeliga världar bland de tusentals exoplaneter som hittills hittats. Men det förändrar inte en av de mest häpnadsväckande slutsatserna efter mer än 20 års observation:Planeter i den beboeliga zonen är vanliga.
Mer och bättre data om dessa långt avlägsna planeter innebär ett mer exakt demografiskt porträtt av ett universum av planeter – och en mer nyanserad förståelse av deras sammansättning, möjliga atmosfärer och livsbärande potential.
Det borde sätta oss på mer solid mark för den kommande strömmen av exoplanetupptäckter från TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), och framtida teleskop också. Det tar oss ett steg närmare i vårt sökande efter en lovande planet bland en galax av stjärnor.
"Detta är den spännande delen av vetenskapen, " sa Dotson. "Så ofta, vi framställs verkligen som, "Nu vet vi den här historien." Men jag har en teori:Forskare älskar när vi inte vet något. Det är jakten som är så spännande."