Rotsachtige planeten groter dan de onze, zogenaamde superaarde, zijn verrassend overvloedig aanwezig in onze Melkweg, en staan ​​als de meest waarschijnlijke planeten om bewoonbaar te zijn. Door een beter idee te krijgen van hun interne structuren, kunnen we voorspellen of verschillende planeten magnetische velden kunnen genereren, waarvan men denkt dat ze bevorderlijk zijn voor het voortbestaan ​​van leven.

Atmosferisch water is ontdekt door Europese wetenschappers op een planeet die 124 lichtjaar van ons verwijderd is. Het is mogelijk dat er wolken ontstaan ​​en zelfs regen valt op deze verre wereld, genaamd K2-18 b. De planeet ligt in wat astronomen de bewoonbare zone noemen, met een temperatuur waardoor het leven daar zou kunnen gedijen.

De rotsachtige planeet is acht keer de massa van de aarde en staat bekend als een superaarde. Dit is de naam die wordt gegeven aan planeten tussen de grootte van de aarde en Neptunus. "Superaarde is eigenlijk het meest voorkomende type planeet in onze melkweg, " zei Dr. Ingo Waldmann, extrasolar planeetverkenner aan University College London, VK, een van de wetenschappers die berichtten over het bestaan ​​van de waterige wereld K2-18 b. Super-aardes zijn ook mogelijke verblijfplaatsen van buitenaards leven.

De eerste planeet die rond een actieve ster buiten ons eigen zonnestelsel draait, werd in 1995 ontdekt. de Kepler-ruimtetelescoop heeft de ontdekkingssnelheid verhoogd, met 4, 000 van dergelijke exoplaneten zijn nu bekend. aanvankelijk, grote gasreuzen in de buurt van hun sterren, 'hete Jupiters, " leek het meest gebruikelijk, maar naarmate meer en meer superaardes zich opstapelden, wetenschappers raakten in de war door hun overvloed.

"De vroege gevonden exoplaneetsystemen waren de eenvoudige, met een hete Jupiter die om een ​​ster draait. We hadden niet echt zoiets als superaarde verwacht, maar toen begonnen ze te verschijnen, " zei Dr. Waldmann. "We weten op dit moment zo goed als niets over superaarde, omdat ze niet bestaan ​​in ons eigen zonnestelsel."

Verschillend

De meeste van deze mysterieuze planeten worden ontdekt wanneer ze voor kleine sterren passeren en het sterlicht doen afnemen. Van dit, onderzoekers kunnen de massa en de straal van de planeet berekenen en het bewijs suggereert dat deze werelden ongelooflijk divers zijn in hun samenstelling.

"Super-aarde kan van alles zijn, " zei Dr. Waldmann. Hij geeft het voorbeeld van 55 Cancri e, een planeet met een lava-oceaan bij temperaturen die hoog genoeg zijn om ijzer te smelten, en Gliese 1214 b, dat is een potentiële oceaanplaneet die voornamelijk uit water bestaat. Wetenschappers leiden af ​​welke moleculen zich in de atmosfeer van een planeet bevinden door sterlicht te bestuderen terwijl het er doorheen gaat.

Weten wat er binnen deze verre planeten gebeurt, is veel moeilijker. "We kunnen naar het oppervlak van de ster kijken om hints te krijgen over de chemie en samenstelling van een planeet, wat ons hints geeft over hoeveel ijzer of silicium er in een planeet zit, " zei Dr. Razvan Caracas, planetaire mineraloog aan de École Normale Supérieure de Lyon in Frankrijk.

Dit is belangrijk omdat, afhankelijk van of er een vaste kern is, misschien gemaakt van nikkel of nikkel en ijzer, en een vloeibare metalen buitenkern, een planeet kan al dan niet een magnetisch veld hebben. Het magnetische veld van de aarde houdt de meeste zonnestraling van ons weg door een stroom geladen deeltjes af te buigen zodat ze het oppervlak van onze planeet niet bereiken. Onderzoekers geloven dat dit soort afscherming nodig zou zijn om elders leven te laten ontstaan.

Dr. Caracas hield toezicht op een project genaamd ABISSE, dat computersimulaties van verschillende ijzer-nikkelmengsels bij extreem hoge druk uitvoerde om te zien hoe ze zich gedroegen. Dit zijn de metalen die waarschijnlijk de kern vormen van superaardes, maar het is onduidelijk of ijzer en nikkel met elkaar zouden vermengen, scheiden in verschillende lagen of worden vloeibaar bij de intense druk binnen grote planeten.

Door het type kernstructuur te begrijpen dat zou kunnen ontstaan ​​uit verhoudingen van nikkel en ijzer, wetenschappers hopen te begrijpen wat er in superaarde kan gebeuren op basis van wat we te weten komen over hun chemische samenstelling.

Bescherming

"Twee kernen kunnen zich anders gedragen, en de ene heeft misschien een magnetisch veld en de andere niet, " verklaarde Dr. Caracas. "Een sterker magnetisch veld geeft je een betere bescherming aan het oppervlak tegen de zonnestralen, en dat betekent dat je organische moleculen kunt maken die complexer zijn."

Dr. Guillaume Fiquet, een experimenteel fysicus aan CNRS en Sorbonne University in Parijs, Frankrijk, probeert ook het interieur van de superaarde te begrijpen door middel van een project genaamd PLANETDIVE. "Als mensen praten over de bewoonbaarheid van planeten, dit heeft vaak te maken met de aanwezigheid van een magnetisch veld, die zelf gerelateerd is aan het hebben van een soort metalen kern of op zijn minst geleidend materiaal (in krachtige beweging), " hij zei.

Hij onderzoekt hoe materialen zoals ijzer zich gedragen onder druk in superaarde, die kan oplopen tot 1 terapascal, drie keer de druk in de aarde. Dit drukt atomen samen en kan de eigenschappen van materialen veranderen, wat betekent dat onze kennis over hoe ze zich op aarde gedragen, mogelijk niet van toepassing is op exoplaneten.

"Exoplaneten kunnen grotere planeten zijn dan de aarde, wat betekent dat de drukken en temperaturen veel groter kunnen zijn, "Dokter Fiquet zei:"Dat dwingt ons om te proberen nieuwe hulpmiddelen te ontwikkelen om toegang te krijgen tot speciale toestanden van materie die we nog niet kennen."

Dr. Fiquet werpt licht op dit mysterie door de hoge temperaturen en extreme drukken te herscheppen die in het hart van deze exotische planeten kunnen liggen. Hij doet dit op verwaarloosbaar kleine schaal, krachtige lasers afvuren op kleine stukjes metaal of ze knijpen tussen microscopisch kleine diamanten aambeelden.

Deze experimentele opstelling heeft hem geholpen om smeltkrommen te tekenen voor elementen zoals ijzer die waarschijnlijk onder intense druk in de kern van superaardes zitten. Deze kunnen vervolgens worden gebruikt om de materiaaleigenschappen te verfijnen die wetenschappers gebruiken om af te leiden wat er in het binnenste van superaardes gebeurt en uiteindelijk meer te weten te komen over hun bulkchemische samenstelling, zegt dr. Fiquet.

In de tussentijd, Dr. Waldmann leidt onderzoek om astronomen te helpen bij het omgaan met superaardgegevens van toekomstige ontdekkingen van exoplaneten met behulp van kunstmatige intelligentie (AI). We hebben AI nodig, zei dr. Waldmann, 'Omdat al deze gegevens uiterst moeilijk te analyseren zijn en we tot het uiterste gaan van wat mogelijk is met de hand.'

Superaardes zijn de voornaamste kandidaten voor het bestaan ​​van buitenaards leven. zijn AI, ontwikkeld via het ExoAI-project, zal astronomen helpen waarnemingen van chemicaliën in de atmosfeer van een exoplaneet te interpreteren, bijvoorbeeld, en vertel hen of een superaarde interessant is voor verdere studie of niet.

"Dat is de heilige graal, " Dr. Waldmann toegevoegd. "Het vinden van chemische handtekeningen in de atmosfeer van een super-aarde als gevolg van leven. Hopelijk zullen we in de komende jaren, of decennia."