Naukowcy próbują dowiedzieć się, z czego zbudowane są planety, które coraz częściej znajdują się poza naszym Układem Słonecznym, pisze eurekalert.org.
Czy w kosmosie jest druga Ziemia? Nasza wiedza o układach planetarnych stale rośnie dzięki nowym technologiom. Do tej pory poza Układem Słonecznym odkryto 3700 planet. Masy planetarne i promienie tych egzoplanet mogą być użyte do określenia ich średniej gęstości, ale nie ich dokładnego składu chemicznego i struktury. Dlatego wciąż otwarte pozostaje intrygujące pytanie: jak wyglądają te planety.
„Teoretycznie możemy założyć różne rzeczy, takie jak świat czystej wody, absolutne góry lub planeta z atmosferą wodoru i helu…” - wyjaśnia Michael Lozovsky, doktorant w grupie profesora Ravita Hellinga w Instytucie Nauk Obliczeniowych na Uniwersytecie w Zurychu.
Lozovsky i współpracownicy wykorzystali bazy danych i narzędzia statystyczne do scharakteryzowania egzoplanet i ich atmosfer. Są zwykle otoczone lotną warstwą wodoru i helu. Jednak dostępne dane nie pozwalają badaczom określić dokładnej struktury planety, ponieważ planety o tej samej masie i promieniu mogą mieć różny skład. Oprócz dokładności danych dotyczących masy i promienia, zespół badawczy zbadał również przypuszczalną strukturę wewnętrzną, temperaturę i promieniowanie odbite z 83 z 3700 znanych planet, dla których dokładnie określono ich masy i promienie.
„Wykorzystaliśmy analizę statystyczną, aby określić granice możliwych kompozycji. Korzystając z bazy danych wykrytych egzoplanet, odkryliśmy, że każda teoretyczna struktura planet ma „promień progowy” - promień, powyżej którego planeta nie może mieć określonego składu”- wyjaśnia Michael Lozovsky. Ważnym czynnikiem przy określaniu promienia progowego jest liczba pierwiastków w warstwie gazowej cięższych od helu, zawartość procentowa wodoru i helu oraz rozmieszczenie pierwiastków w atmosferze.
Naukowcy z Instytutu Nauk Komputerowych odkryli, że planety o promieniu nawet 1,4 razy większym od Ziemi (6371 km) mogą mieć skład podobny do Ziemi. Planety o promieniu powyżej tego progu mają wyższy udział krzemianów lub innych lekkich materiałów. Większość planet o promieniu większym niż 1,6 promienia Ziemi musi mieć warstwę wodoru lub wody oprócz skalistego jądra, podczas gdy promień większy niż 2,6 ziemskiego oznacza, że planety nie mogą być światami wodnymi i dlatego muszą być otoczone atmosfera. Oczekuje się, że planety o promieniach większych niż 4 promienie Ziemi będą bardzo gazowe i składają się co najmniej w 10% z wodoru i helu, podobnie jak Uran i Neptun.
Wyniki badań zapewniają nowy wgląd w rozwój i różnorodność planet. Szczególnie interesujący próg dotyczy różnicy między dużymi planetami podobnymi do Ziemi, zwanymi inaczej super-Ziemiami, a małymi planetami gazowymi, tak zwanymi mini-Neptunami. Zdaniem naukowców ten próg znajduje się w promieniu trzy razy większym od promienia Ziemi. Tak więc, poniżej tego progu, w rozległej przestrzeni galaktyki można znaleźć planety podobne do Ziemi.