science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Kepler heeft ons geleerd dat rotsachtige planeten veel voorkomen

De Kepler-ruimtetelescoop, operationeel sinds 2009, is nu bezig met zijn uitgebreide K2-missie en zal doorgaan totdat de brandstof op is of er iets anders misgaat. Krediet:NASA/JPL-Caltech

Rotsachtige planeten komen waarschijnlijk veel vaker voor in onze melkweg dan astronomen eerder dachten - volgens de laatste release van Kepler Space Telescope-gegevens vorige week - een scenario dat de vooruitzichten voor buitenaards leven in nabijgelegen zonnestelsels verbetert.

Keplers definitieve telling van exoplaneten in het sterrenbeeld Zwaan - de meest uitgebreide en gedetailleerde catalogus van exoplaneten tot nu toe - geeft 4 aan, 034 mogelijke planeten, waarvan 50 ter grootte van de aarde en zich in de bewoonbare zone van hun sterren bevinden. De set bevat KOI 7711 (afkorting van Kepler 'object of interest'), die slechts 30 procent groter is dan de aarde en ongeveer dezelfde afstand van zijn ster als de aarde tot de zon, wat betekent dat het een vergelijkbare hoeveelheid energie ontvangt.

"Kepler heeft echt onze ogen geopend voor deze kleine werelden van terrestrische grootte, " zei Susan Thompson, Kepler-onderzoeker aan het SETI-instituut, bij de aankondiging van de nieuwe catalogus van planeetkandidaten bij NASA Ames Research Center in Mountain View, Californië.

Wetenschappers verzamelden zich van 19-23 juni bij NASA Ames voor de Kepler Science Conference om hun bevindingen van de oorspronkelijke missie te presenteren en hun voortgang op K2 bij te werken. een uitgebreide, "tweede leven" -missie die zal doorgaan totdat het ruimtevaartuig geen brandstof meer heeft of er iets anders misgaat.

Nieuwe planeetkandidaten uit de achtste kandidaat-catalogus van Kepler-planeten tonen talrijke terrestrische werelden die bijna zo groot zijn als de aarde en binnen de bewoonbare zone van hun sterren liggen. De donkergroene spanwijdte vertegenwoordigt een optimistische schatting voor de bewoonbare zone, terwijl het helderdere groen een meer conservatieve schatting is. Blauwe cirkels zijn bevestigde exoplaneten, terwijl gele cirkels nieuwe planeetkandidaten zijn die vervolgobservaties vereisen. Krediet:NASA/Ames Research Center/Wendy Stenzel

Voorafgaand aan de lancering van Kepler in 2009 astronomen waren vooral op de hoogte van planeten ter grootte van Jupiter en Neptunus die in verschillende perioden rond hun sterren cirkelden. De continue blik van Kepler's beeldsensorarray was nodig naar een stukje lucht geladen met 200, 000 sterren om deze omvangrijke populatie van rotsachtige werelden te ontdekken, de meeste zijn drie keer zo groot als de aarde of kleiner. Velen zweven dicht bij hun sterren, maar sommige verschijnen met lange omlooptijden waardoor hun afstand buiten een bewoonbare zone valt. Ongeveer een half dozijn bevestigde exoplaneten, Hoewel, cirkelen binnen de bewoonbare zone van G-dwergsterren - hetzelfde type ster als de zon.

"Zijn we alleen?" zei Mario Perez, Kepler-programmawetenschapper in de Astrophysics Division van NASA's Science Mission Directorate. "Kepler zegt dat we waarschijnlijk niet de enige zijn."

Nog, de vooruitzichten voor leven op een van deze planeten blijven enorm onzeker. We weten vrijwel niets over de grootte en samenstelling van hun atmosferen, of er water aanwezig is. Bijvoorbeeld, bij 1, 700 lichtjaar verwijderd, KOI 7711, genaamd 'Earth's Twin, ' lijkt een van de meest veelbelovende exoplaneten voor leven die we tot nu toe kennen, gezien zijn vergelijkbare omlooptijd (hij cirkelt in 303 dagen om zijn ster) en grootte. Maar Thompson drong aan op voorzichtigheid bij het trekken van overhaaste conclusies. "Er is veel dat we niet weten, ' zei ze. 'Ik wil mensen eraan herinneren dat het lijkt alsof er drie planeten in onze bewoonbare zone zijn:Venus, Aarde en Mars - en ik wil er maar op een ervan wonen."

Het recent ontdekte TRAPPIST-1 sterrenstelsel, slechts 40 lichtjaar van ons verwijderd, heeft een recordbrekende zeven rotsachtige planeten, allerlei opwinding opwekken bij de mogelijkheid van panspermie, het zaaien van leven van de ene planeet naar een naburige. Maar aangezien ze dicht bij hun ultrakoele dwergster kruipen, deze planeten zijn waarschijnlijk getijde-opgesloten, zoals Mercurius. De ene kant zou verzengend zijn en de andere kant ijskoud. Stellaire uitbarstingen zouden de atmosfeer van deze planeten kunnen wegblazen of ze kunnen blootstellen aan golven van UV-straling, een bekend nadeel voor het aardse bestaan.

Kepler's achtste release van planeetkandidaten toont het aantal nieuw ontdekte planeetkandidaten (gele stippen) die zich clusteren rond de grootte van de aarde. Hoewel ze een reeks omlooptijden vertegenwoordigen, met name 10 van hen hebben langere perioden vergelijkbaar met de aarde, waar ze een kans hebben om rotsachtig te zijn met vloeibaar water op hun oppervlak. Krediet:NASA/Ames Research Center/Wendy Stenzel

Maar Courtney Dressing, een CalTech-astronoom, bood enige tekenen van hoop, zelfs voor planeten die er gedoemd uitzien. Ze wees erop dat nieuw onderzoek met behulp van geavanceerde 3D-modellen aantoont dat als getijde-locked planeten erin slagen aan hun atmosfeer te blijven hangen, sterke luchtstromingen kunnen avondtemperaturen zijn. "Er is een kans dat je een heleboel beschavingen hebt waar misschien alle astronomen aan één kant van de planeet wonen en alle anderen genieten van het zonnige, strandzijde dicht bij de ster, " ze zei.

En UV-straling, die de vorming van RNA op de vroege aarde tot leven kunnen hebben gewekt, is misschien niet het einde, zelfs niet in de vorm van plotselinge pieken. Bijvoorbeeld, een studie wees uit dat haloarchaea, een extremofiel micro-organisme dat wordt aangetroffen in zeer zout water, bestand zijn tegen zware stoten van UV-straling. "Zelfs als het oppervlak een gevaarlijke plaats is, leven kan bloeien onder de grond of onder water, ' zei aankleden.

Het affakkelen van sterren en de impact ervan op het leven is een gebied van actief onderzoek in de astrobiologie, aangezien M dwergsterren, waarvan vele vatbaar zijn voor affakkelen, zijn talrijk in onze melkweg en gastheer van rotsachtige planeten die voor astronomen de meest toegankelijke vooruitzichten zijn voor biosignature-onderzoek op korte termijn.

"Ongeacht of een van deze nieuw ontdekte planeetkandidaten bewoond is, het feit dat Kepler 50 potentieel bewoonbare planeten en planeetkandidaten heeft ontdekt, impliceert dat dergelijke werelden frequent zijn, " schreef Dressing in een e-mail.

Kepler heeft een opmerkelijke hoeveelheid exoplaneten (gele stippen) ontdekt en de rand van de onontgonnen 'grens' aanzienlijk opgeschoven. Rotsachtige planeten zijn nu verantwoordelijk voor een aanzienlijk aantal ontdekkingen van exoplaneten. Krediet:NASA/Ames Research Center/Natalie Batalha/Wendy Stenzel

Toekomstige instrumenten zijn nodig om de wetenschap vooruit te helpen. Eind volgend jaar, NASA (samen met de European Space Agency en Canadian Space Agency) is gepland om de James Webb Space Telescope te lanceren, een ruimteobservatorium van de volgende generatie dat het beste observatie-instrument zal zijn dat we hebben om de atmosferen van exoplaneten dicht bij ons te meten - een sleutel tot het begrijpen van andere aspecten van bewoonbaarheid. En ook in ontwikkeling is de Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), die het bereik van de verkenning van exoplaneten zal uitbreiden en zal voortbouwen op de basis van Kepler.

"Het voelt een beetje als het einde van een tijdperk, " zei Thompson, "maar eigenlijk voelt het als een nieuw begin."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan NASA's Astrobiology Magazine. Verken de aarde en daarbuiten op www.astrobio.net.