Water-worlds are common: Exoplanets may contain vast amounts of waterDate: August 18, 2018
Source: Goldschmidt Conference
Summary: Scientists have shown that water is likely to be a major component of those exoplanets (planets orbiting other stars) which are between two to four times the size of Earth. It will have implications for the search of life in our Galaxy.
Exoplanets similar to Earth. Credit: NASAScientists have shown that water is likely to be a major component of those exoplanets (planets orbiting other stars) which are between two to four times the size of Earth. It will have implications for the search of life in our Galaxy. The work is presented at the Goldschmidt conference in Boston.The 1992 discovery of exoplanets orbiting other stars has sparked interest in understanding the composition of these planets to determine, among other goals, whether they are suitable for the development of life. Now a new evaluation of data from the exoplanet-hunting Kepler Space Telescope and the Gaia mission indicates that many of the known planets may contain as much as 50% water. This is much more than the Earth's 0.02% (by weight) water content.
"It was a huge surprise to realize that there must be so many water-worlds," said lead researcher Dr Li Zeng (Harvard University),
Scientists have found that many of the 4000 confirmed or candidate exoplanets discovered so far fall into two size categories: those with the planetary radius averaging around 1.5 that of the Earth, and those averaging around 2.5 times the radius of the Earth.
Now a group of International scientists, after analyzing the exoplanets with mass measurements and recent radius measurements from the Gaia satellite, have developed a model of their internal structure.
"We have looked at how mass relates to radius, and developed a model which might explain the relationship," said Li Zeng.
The model indicates that those exoplanets which have a radius of around x1.5 Earth radius tend to be rocky planets (of typically x5 the mass of the Earth), while those with a radius of x2.5 Earth radius (with a mass around x10 that of the Earth) are probably water worlds.""This is water, but not as commonly found here on Earth," said Li Zeng. "Their surface temperature is expected to be in the 200 to 500 degree Celsius range. Their surface may be shrouded in a water-vapor-dominated atmosphere, with a liquid water layer underneath. Moving deeper, one would expect to find this water transforms into high-pressure ices before we reaching the solid rocky core. The beauty of the model is that it explains just how composition relates to the known facts about these planets."
Li Zeng continued, "Our data indicate that about 35% of all known exoplanets which are bigger than Earth should be water-rich. These water worlds likely formed in similar ways to the giant planet cores (Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune) which we find in our own solar system. The newly-launched TESS mission will find many more of them, with the help of ground-based spectroscopic follow-up. The next generation space telescope, the James Webb Space Telescope, will hopefully characterize the atmosphere of some of them. This is an exciting time for those interested in these remote worlds."
Professor Sara Seager, Professor of Planetary Science at Massachusetts Institute of Technology, and deputy science director of the recently-launched TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) mission, which will search for exoplanets, said:
"It's amazing to think that the enigmatic intermediate-size exoplanets could be water worlds with vast amounts of water. Hopefully atmosphere observations in the future -- of thick steam atmospheres -- can support or refute the new findings."
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180818115758.htmNaukowcy: wśród planet pozasłonecznych wodne światy są powszechne21.08.2018
Własności planet pozasłonecznych od dwóch do czterech razy większych niż Ziemia można wyjaśnić przy założeniu, że występują tam duże ilości wody - wykazali amerykańscy i włoscy naukowcy. Wyniki zaprezentowano podczas Goldschmidt Conference w Bostonie (USA).
Badacze dokonali nowej analizy danych z misji kosmicznych Kepler i Gaia. Wyniki sugerują, że wiele z planet pozasłonecznych (egzoplanet) może zawierać nawet 50 proc. wody. To bardzo dużo. Dla porównania, zawartość wody na Ziemi – mimo iż wydaje się ona nam bardzo mocno rozpowszechniona – to pod względem masy zaledwie 0,02 proc. w skali całej planety.
W swoich badaniach naukowcy z grupy, którą kierował Li Zeng z Harvard Unviersity, sprawdzili, jaka jest relacja pomiędzy masą a promieniem planety i opracowali model, który uwzględnia te zależności. Wskazali, że wiele spośród 4 tysięcy odkrytych do tej pory egzoplanet lub kandydatek na nie, można podzielić na dwie kategorie: o promieniach około 1,5 promienia Ziemi i około 2,5 promienia Ziemi. Model, który próbuje opisać budowę (strukturę wewnętrzną) tych planet sugeruje, iż egzoplanety, które mają promień około 1,5 promienia Ziemi, są planetami skalistymi (z typową masą około 5 mas Ziemi), natomiast te o promieniu większym, 2,5 promienia Ziemi (z typową masą około 10 razy taką jak masa Ziemi), są przypuszczalnie wodnymi światami.
Na tych egzoplanetach, na których występuje woda, najczęściej nie jest ona w formie takiej, jak na Ziemi. Temperatura na powierzchni egzoplanet to często od 200 do 500 stopni Celsjusza, więc zapewne mamy do czynienia z wodą w formie pary wodnej w atmosferze, a warstwa ciekłej wody może ewentualnie znajdować się poniżej. W jeszcze głębszych warstwach być może przechodzi w formę lodu, zanim zacznie się jądro zbudowane z litej skały.
Li Zeng wskazuje, że według danych przeanalizowanych przez zespół, około 35 proc. wszystkich znanych egzoplanet większych od Ziemi powinna zawierać wodę. Przypuszczalnie obiekty te uformowały się w sposób podobny do jąder olbrzymich planet w Układzie Słonecznym (Jowisza, Saturna, Urana, Neptuna).
Naukowcy mają nadzieję, że misja kosmiczna TESS, która wystartowała w tym roku, pozwoli na odkrycie jeszcze większej liczby planet, a kolejna generacja teleskopów, takich jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba lub Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT), umożliwi za kilka lat m.in. na badanie ich atmosfer.(PAP)
http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C30667%2Cnaukowcy-wsrod-planet-pozaslonecznych-wodne-swiaty-sa-powszechne.html