Podczas badania egzoplanet krążących wokół czerwonych karłów odkryto, że część z tych planet składa się w połowie z wody i w połowie ze skał.
Czerwone karły to ponad 70% wszystkich gwiazd we Wszechświecie. Są małe i zimne, zazwyczaj około pięć razy mniejsze od Słońca i do pięćdziesięciu razy od niego ciemniejsze. Częste występowanie czerwonych karłów sprawiło, że naukowcy zaczęli się zastanawiać nad możliwością zaobserwowania życia podobnego do ziemskiego na planetach krążących wokół nich.
Poprzednie badania wskazywały, że małe egzoplanety (o około 4 razy mniejszej średnicy niż Ziemia) krążące wokół gwiazd podobnych do Słońca są gazowe lub skaliste, o cienkiej lub grubej warstwie atmosfery składającej się z wodoru i helu. W najnowszym badaniu naukowcy chcieli sprawdzić skład egzoplanet orbitujących wokół czerwonych karłów. Skupili się na małych planetach znajdujących się blisko swojej gwiazdy centralnej. Użyli do tego celu danych uzyskanych przez misję TESS.
Artystyczne przedstawienie czerwonego karła i trzech planet krążących wokół niego.
Gwiazdy są znacznie jaśniejsze od krążących w ich układach planet, co sprawia, że zazwyczaj nie da się zaobserwować ich bezpośrednio. Zamiast tego naukowcy poszukują zmian w zachowaniu gwiazdy centralnej, takich jak obniżenie jasności gwiazdy podczas przechodzenia planety przez tarczę gwiazdy (tranzytu) lub delikatnej zmiany położenia gwiazdy, wynikającej z oddziaływania grawitacyjnego między nią i egzoplanetą.
Dzięki obserwacji wielkości rzucanego w trakcie tranzytu cienia planety, naukowcy są w stanie zmierzyć średnicę egzoplanety. Po zbadaniu przesunięcia gwiazdy, wynikającego z oddziaływania grawitacyjnego, można policzyć masę egzoplanety.
W ostatnim badaniu naukowcy przyjrzeli się bliżej 34 planetom, których masa i średnica były już wcześniej ustalone. Dzięki temu mogli określić ich gęstość i na jej podstawie stwierdzić, jaki mogą mieć skład.
Artystyczna wizja wodnej planety krążącej wokół czerwonego karła.
Wśród zbadanych egzoplanet można wyróżnić trzy typy. Dwadzieścia jeden planet to planety skaliste, siedem to planety gazowe, a aż sześć z nich należy do nowej kategorii — planet wodnych. Składają się one w połowie ze skał, a w połowie z wody w stanie ciekłym lub stałym. To, że stanowią tak dużą część planet krążących wokół najczęściej występujących we Wszechświecie gwiazd, może okazać się przełomowe podczas przyszłych poszukiwań planet nadających się do zamieszkania. Modele powstawania tych planet wskazują, że każdy typ planety powstał w inny sposób. Planety skaliste prawdopodobnie uformowały się z materiału znajdującego się tuż przy gwieździe. Ich zbliżona do Ziemi gęstość może oznaczać, że mają skład podobny do naszej planety.
Z kolei wodne egzoplanety najprawdopodobniej powstały z lodu krążącego daleko od gwiazdy centralnej, a następnie zbliżyły się do środka układu. Podobnie powstały gazowe egzoplanety, jednak ich większa masa sprawiła, że przed zbliżeniem się do swojej gwiazdy wokół ich jądra powstała atmosfera stworzona z wodoru i helu.
Artystyczna wizja krajobrazu na wodnej planecie.
To, że planety skaliste prawdopodobnie mają w swoim składzie mało wody, nie musi oznaczać, że są to planety pustynne. Ziemia składa się z wody w zaledwie 0,02% (czyli w oczach astronomów jest bardzo sucha), a mimo tego jej powierzchnia jest pokryta wodą w trzech czwartych. To, że wodne planety mają tak dużo wody, również nie musi oznaczać, że są pokryte oceanami. Woda w ich składzie zdaje się być zmieszana ze skałami.
Kolejne badania skupią się na sprawdzeniu, czy te same trzy typy planet występują także przy większych gwiazdach. Dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba możliwe będzie zbadanie ich atmosfer i dokładniejsze sprawdzenie, gdzie znajduje się na nich woda. Dzięki temu możliwe będzie dalsze zbadanie ich ewolucji i składów.
