Rotsachtige exoplaneten die ongeveer ter grootte van de aarde zijn, zijn relatief klein, waardoor ze ongelooflijk moeilijk te detecteren en te karakteriseren zijn met telescopen. Wat zijn de optimale omstandigheden om zulke kleine planeten te vinden die in de duisternis blijven hangen? "Een rotsachtige planeet die heet is, gesmolten, en mogelijk een grote ontgast atmosfeer herbergen alle vakjes aanvinkt, " zegt Dan Bower, astrofysicus bij het Center for Space and Habitability (CSH) van de Universiteit van Bern. Zo'n planeet zou door de sterke uitgaande straling gemakkelijker door telescopen kunnen worden gezien dan zijn vaste tegenhanger. De SNSF Ambizione en CSH Fellow vervolgt:"Toegegeven, je zou niet op een van deze planeten op vakantie willen, maar ze zijn belangrijk om te bestuderen, aangezien veel, zo niet alle rotsachtige planeten hun leven beginnen als gesmolten klodders, maar uiteindelijk kunnen sommigen bewoonbaar worden zoals de aarde.

Rotsachtige planeten worden gebouwd van de restjes van de restjes. "Alles wat niet in de centrale ster of een gigantische planeet terechtkomt, heeft het potentieel om uiteindelijk een veel kleinere terrestrische planeet te vormen, " zegt Bower:"We hebben reden om aan te nemen dat processen die plaatsvinden tijdens de babyjaren van het leven van een planeet van fundamenteel belang zijn bij het bepalen van haar levenspad." Bower en een team van postdocs - voornamelijk uit het PlanetS-netwerk - waren geïntrigeerd om de waarneembare aard van zo'n planeet te ontdekken. Hun studie is nu gepubliceerd in het tijdschrift Astronomie en astrofysica . Het laat zien dat een gesmolten aarde in feite ongeveer 5% groter zou zijn in straal dan een vaste aarde, en dit komt door het verschil in het gedrag van gesmolten versus vaste materialen onder de extreme omstandigheden van een planetair interieur. "In essentie, een gesmolten silicaat neemt meer volume in dan zijn equivalente vaste stof, en dit vergroot de omvang van de planeet, ' legt Bower uit.

Een verschil dat CHEOPS kan detecteren

Bij de karakterisering van exoplaneten buiten ons zonnestelsel en de zoektocht naar potentieel bewoonbare werelden, onderzoekers van de Universiteit van Bern behoren tot de wereldtop. Hoewel de detectie van een rotsachtige planeet rond een heldere zonachtige ster onbereikbaar zal blijven tot de lancering van de PLATO-ruimtemissie in 2026, Planeten ter grootte van de aarde rond koelere en kleinere sterren zoals de rode dwergen Trappist-1 of Proxima b staan ​​nu centraal. interessant, 5% verschil in planetaire stralen kan worden gemeten met huidige en toekomstige observatiefaciliteiten, met name de ruimtetelescoop CHEOPS die werd ontwikkeld en geassembleerd in Bern en later dit jaar gelanceerd zal worden. Inderdaad, de laatste gegevens over exoplaneten geven al een vermoeden dat gesmolten planeten met een lage massa, ondersteund door intens sterrenlicht, zijn aanwezig in de exoplaneetcatalogus. Sommige exoplaneten kunnen daarom op de aarde lijken in termen van vergelijkbare bouwstenen, maar hebben verschillende hoeveelheden vast en gesmolten gesteente om waargenomen variaties in planeetgrootte te verklaren. "Ze hoeven niet per se gemaakt te zijn van exotische lichte materialen om de gegevens te verklaren, " zegt Bower.

Echter, zelfs een totaal gesmolten planeet is misschien niet in staat om de waarneming van de meest extreem lage dichtheid planeten te verklaren. Maar hierover heeft het onderzoeksteam ook een voorstel:Gesmolten planeten die vroeg in hun geschiedenis kunnen ontsnappen aan grote atmosferen van vluchtige soorten die oorspronkelijk vastzaten in het magma in het binnenste van de planeet. Dit zou een extra afname van de waargenomen planetaire dichtheid kunnen verklaren. De James Webb Space Telescope (JWST) zou zo'n uitgegaste atmosfeer op een planeet rond een koele rode dwerg moeten kunnen onderscheiden als deze wordt gedomineerd door water of koolstofdioxide.

Naast de gevolgen voor waarnemingen, Prieel, met zijn roots als aardwetenschapper, ziet zijn studie in een bredere context:"Het is duidelijk, we kunnen onze eigen aarde nooit observeren in haar geschiedenis toen deze ook heet en gesmolten was. Maar interessant, exoplanetaire wetenschap opent de deur voor observaties van de vroege aarde en vroege Venus-analogen die een grote invloed kunnen hebben op ons begrip van de planeten van de aarde en het zonnestelsel. Nadenken over de aarde in de context van exoplaneten, en vice versa, biedt nieuwe mogelijkheden voor het begrijpen van planeten, zowel binnen als buiten het zonnestelsel."