Το κυνήγι του εξωπλανήτη αποκάλυψε μερικά πολύ ενδιαφέροντα πράγματα για το Σύμπαν μας. Εκτός από τους πολλούς γίγαντες φυσικού αερίου και τους «Super-Jupiters» που ανακαλύφθηκαν από αποστολή όπως ο Kepler, υπήρξαν επίσης οι πολλοί υποψήφιοι εξωπλανήτη που είναι συγκρίσιμοι σε μέγεθος και δομή με τη Γη. Όμως, ενώ αυτά τα σώματα μπορεί να είναι χερσαία (δηλαδή αποτελούνται από ορυκτά και βραχώδη υλικά), αυτό δεν σημαίνει ότι είναι «γήινοι».
Για παράδειγμα, τι είδους ορυκτά πηγαίνουν σε έναν βραχώδη πλανήτη; Και τι θα μπορούσαν να σημαίνουν αυτές οι συγκεκριμένες συνθέσεις για τη γεωλογική δραστηριότητα του πλανήτη, η οποία είναι εγγενής για την πλανητική εξέλιξη; Σύμφωνα με μια νέα μελέτη που εκπονήθηκε από μια ομάδα αστρονόμων και γεωφυσικών, η σύνθεση ενός εξωπλανήτη εξαρτάται από τη χημική σύνθεση του αστεριού του - η οποία μπορεί να έχει σοβαρές επιπτώσεις στην κατοικήση του.
Τα ευρήματα αυτής της μελέτης παρουσιάστηκαν στην 229η Συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας (AAS), η οποία θα πραγματοποιηθεί από 3 Ιανουαρίου έως 7 Ιανουαρίου. Κατά τη διάρκεια μιας απογευματινής παρουσίασης - με τίτλο «Μεταξύ ενός βράχου και ενός σκληρού μέρους: Μπορούν να κατοικήσουν οι πλανήτες Garnet;» - Η Johanna Teske (αστρονόμος από το Carnegie Institute of Science) έδειξε πώς διαφορετικοί τύποι αστεριών μπορούν να παράγουν πολύ διαφορετικούς τύπους πλανητών.
Χρησιμοποιώντας το Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), το οποίο είναι μέρος του τηλεσκοπίου Sloan Digital Sky Survey (SDSS) στο Apache Point Observatory, εξέτασαν φασματογραφικές πληροφορίες που ελήφθησαν από συστήματα 90 αστέρων - τα οποία παρατηρήθηκαν επίσης από την Kepler Mission. Αυτά τα συστήματα παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τους κυνηγούς εξωπλανητών, επειδή έχουν αποδειχθεί ότι περιέχουν βραχώδεις πλανήτες.
Όπως εξήγησε ο Teske κατά τη διάρκεια της παρουσίασης, αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να θέσουν περαιτέρω περιορισμούς στο τι χρειάζεται για να είναι κατοικήσιμος ένας πλανήτης. «Η μελέτη μας συνδυάζει νέες παρατηρήσεις αστεριών με νέα μοντέλα πλανητικών εσωτερικών χώρων», είπε. «Θέλουμε να κατανοήσουμε καλύτερα την ποικιλία της μικρής, βραχώδους σύνθεσης και δομής του εξωπλανήτη - πόσο πιθανό είναι να έχουν τεκτονική πλάκας ή μαγνητικά πεδία;»
Επικεντρώθηκε ειδικότερα σε συστήματα δύο αστέρων - Kepler 102 και Kepler 407 - Ο Teske έδειξε πώς η σύνθεση ενός πλανήτη έχει μεγάλη σχέση με τη σύνθεση του αστεριού του. Ενώ το Kepler 102 έχει πέντε γνωστούς πλανήτες, το Kepler 407, έχει δύο διαφορετικούς πλανήτες - έναν αέριο και τον άλλο επίγειο. Και ενώ το Kepler 102 είναι αρκετά παρόμοιο με τον Ήλιο μας (ελαφρώς λιγότερο φωτεινό), το Kepler 407 έχει σχεδόν την ίδια μάζα (αλλά πολύ περισσότερο πυρίτιο).
Για να κατανοήσουμε ποιες συνέπειες θα μπορούσαν να έχουν αυτές οι διαφορές στον πλανητικό σχηματισμό, η ομάδα SDSS στράφηκε σε μια ομάδα γεωφυσικών. Με επικεφαλής τον Cayman Unterborn από το κρατικό πανεπιστήμιο της Αριζόνα, αυτή η ομάδα έτρεξε μοντέλα υπολογιστών για να δει τι είδους πλανήτες θα είχε κάθε σύστημα. Όπως εξήγησε ο Unterborn:
«Πήραμε τις αστέρες συνθέσεις που βρέθηκαν από την APOGEE και μοντελοποιήσαμε πώς τα στοιχεία συμπυκνώθηκαν σε πλανήτες στα μοντέλα μας. Βρήκαμε ότι ο πλανήτης γύρω από το Kepler 407, τον οποίο ονομάσαμε «Janet», πιθανότατα θα ήταν πλούσιος στον ορυκτό γρανάτη. Ο πλανήτης γύρω από το Κέπλερ 102, τον οποίο ονομάσαμε «Ελιά», είναι πιθανώς πλούσιος σε ελιές, όπως η Γη ».
Αυτή η διαφορά θα είχε σημαντικό αντίκτυπο στα πλανητικά τεκτονικά. Πρώτον, ο γρανάτης είναι πολύ πιο άκαμπτος από την ολιβίνη, πράγμα που θα σήμαινε ότι η «Janet» θα είχε λιγότερη εμπειρία στον τρόπο των μακροχρόνιων τεκτονικών πλακών. Αυτό με τη σειρά του θα σήμαινε ότι οι διαδικασίες που πιστεύεται ότι είναι απαραίτητες για τη ζωή στη Γη - όπως η ηφαιστειακή δραστηριότητα, ατμοσφαιρική ανακύκλωση και ανταλλαγές ορυκτών μεταξύ του φλοιού και του μανδύα - θα ήταν λιγότερο συχνές.
Αυτό εγείρει πρόσθετα ερωτήματα σχετικά με τη βιωσιμότητα των πλανητών «σαν τη Γη» σε άλλα συστήματα αστεριών. Εκτός από το ότι είναι βραχώδεις και έχουν ισχυρά μαγνητικά πεδία και βιώσιμες ατμόσφαιρες, φαίνεται ότι οι εξωπλανήτες πρέπει επίσης να έχουν το σωστό μείγμα ορυκτών για να στηρίξουν τη ζωή - τη ζωή όπως την ξέρουμε, σε κάθε περίπτωση. Επιπλέον, αυτό το είδος έρευνας μας βοηθά επίσης να κατανοήσουμε πώς η ζωή ήρθε να αναδυθεί πρώτα στη Γη.
Κοιτώντας προς τα εμπρός, η ερευνητική ομάδα ελπίζει να επεκτείνει τη μελέτη τους ώστε να συμπεριλάβει και τα 200.000 αστέρια που ρωτήθηκαν από την APOGEE για να δει ποια θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν επίγειους πλανήτες. Αυτό θα επιτρέψει στους αστρονόμους να προσδιορίσουν τη σύνθεση των ορυκτών σε περισσότερους βραχώδεις κόσμους, βοηθώντας τους έτσι να προσδιορίσουν ποιοι βραχώδεις εξωπλανήτες είναι «γήινοι» και ποιοι είναι ακριβώς «σε μέγεθος γης».
