Forskare försöker lista ut vad planeterna är gjorda av, som i allt högre grad finns utanför vårt solsystem, skriver eurekalert.org.
Finns det en andra jord i rymden? Vår kunskap om planetens system växer ständigt tack vare ny teknik. Hittills har 3700 planeter upptäckts utanför vårt solsystem. Planetmassorna och radierna för dessa exoplaneter kan användas för att bestämma deras genomsnittliga densitet, men inte deras exakta kemiska sammansättning och struktur. Därför är en spännande fråga fortfarande öppen: hur dessa planeter ser ut.
”I teorin kan vi anta alla möjliga saker, såsom en värld av rent vatten, absoluta berg eller en planet med en atmosfär av väte och helium …” förklarar Michael Lozovsky, doktorand i professor Ravit Helling grupp vid Institutet för beräkningsvetenskap vid universitetet i Zürich.
Lozovsky och kollegor använde databaser och statistiska verktyg för att karakterisera exoplaneter och deras atmosfär. De är vanligtvis omgivna av ett flyktigt skikt av väte och helium. De tillgängliga uppgifterna tillåter dock inte forskare att bestämma den exakta strukturen på planeten, eftersom planeter med samma massa och radie kan ha olika sammansättningar. Förutom noggrannheten i data relaterade till massa och radie undersökte forskargruppen också den förmodade inre strukturen, temperaturen och reflekterade strålningen från 83 av de 3700 kända planeterna för vilka massor och radier bestäms exakt.
”Vi använde statistisk analys för att bestämma gränserna för möjliga kompositioner. Med hjälp av en databas med upptäckta exoplaneter fann vi att varje teoretisk planetstruktur har en "tröskelradie" - en radie över vilken en planet inte kan ha en specifik sammansättning, förklarar Michael Lozovsky. En viktig faktor för att bestämma tröskelradien är antalet element i gasskiktet som är tyngre än helium, andelen väte och helium och elementfördelningen i atmosfären.
Forskare vid Institute of Computational Science har funnit att planeter med en radie på upp till 1,4 gånger jordens (6371 km) kan ha en sammansättning som liknar jorden. Planeter med radier över denna tröskel har en högre andel silikater eller andra lätta material. De flesta planeter med en radie större än 1,6 Jordens radie måste ha ett lager vätgas eller vatten utöver sin steniga kärna, medan radier större än 2,6 Jordens betyder att planeter inte kan vara vattenvärldar och därför måste omges atmosfär. Planeter med radier större än 4 Jordradier förväntas vara mycket gasformiga och består av minst 10 procent väte och helium, liknande Uranus och Neptun.
Forskningsresultaten ger ny inblick i planeternas utveckling och mångfald. En särskilt intressant tröskel gäller skillnaden mellan stora jordliknande planeter, annars kallade superjordar, och små gasplaneter, så kallade mini-Neptunes. Enligt forskare ligger denna tröskel i en radie som är tre gånger jordens radie. Således, under denna tröskel, kan jordliknande planeter hittas i galaxens vidsträckta vidder.