Kepler-138 är en röd dvärgstjärna i stjärnbilden Lyran, 219 ljusår från jorden.
Stjärnan är värd för tre bekräftade planeter och en i dagarna nu bekräftad
fjärde planet.
Ett team under ledning av forskare vid University of
Montreal har här funnit bevis för att två av de exoplaneter som kretsar runt Kepler-138 är "vattenvärldar", planeter där vatten
utgör en stor del av hela planeten.
Teamet under ledning av Caroline Piaulet vid Trottier
Institutet för forskning om exoplaneter (iREx) vid University of Montreal,
publicerade nyligen en detaljrik studie av detta solsystem, känt som Kepler-138 i tidskriften Natur astronomi.
Piaulet med kollegor observerade exoplaneterna
Kepler-138 c och Kepler-138 d med data insamlat från de numera pensionerade teleskopen NASA:
s Hubbleteleskop och Spitzer och upptäckte att planeterna till
stor del består av vatten. Dessa två planeter och ytterligare en mindre planet
som finns än närmare stjärnan, Kepler-138 b, hade tidigare upptäckts av NASA:s
rymdteleskop Kepler (därav solsystemets namn Kepler). I den nya studien fann de
även bevis för en fjärde planet.
Vatten upptäcktes inte direkt på Kepler-138 c och d.
Men genom att jämföra planeternas storlek och massa med datamodeller drar
astronomer slutsatsen att en betydande del av deras volym troligen upp till
hälften består av material som är lättare än sten men tyngre än väte eller
helium. Det vanligaste man då tänker på är vatten.
"Vi trodde tidigare att planeter som var något
större än jorden bestod av metall och sten likt jorden därav gavs de
beteckningen superjordar", säger Björn Benneke, medförfattare till
studien och professor i astrofysik vid University of Montreal.
Men analysen av dessa två planeter visar på att de
troligast innehåller stora mängder vatten. De är de bästa bevisen hittills för
vattenvärldars existens något astronomer länge ansett bör existera men inte kunnat
bekräfta.
Med volymer som är mer än tre gånger så stora som
jorden och massor dubbelt så stora har planeterna c och d mycket lägre densitet
än jorden. Detta är förvånande eftersom de flesta planeter bara något större än
jorden som hittills har studerats i detalj alla har verkat vara steniga världar
som vår. Den närmaste jämförelsen med ovan världar säger forskare skulle vara
några av de isiga månarna i det yttre av vårt solsystem vilka till stor del
består av vatten i frusen form runt en stenig kärna.
Forskare säger dock att planeterna kanske inte har hav som på
jorden direkt på planetens yta. "
Temperaturen i Kepler-138 d: s atmosfär är sannolikt över kokpunkten för vatten
och vi förväntar oss istället en tjock tät atmosfär av vattenånga här. Under ångatmosfären kan det potentiellt finnas
flytande vatten under högt tryck eller till och med vatten i en annan fas en fas som uppstår vid höga tryck, kallat en superkritisk vätska, säger Piaulet.
De två möjliga vattenvärldarna, Kepler-138 c och d,
ligger inte i den beboeliga zonen, området runt en stjärna där temperaturer
skulle tillåta flytande vatten på ytan av en stenig planet. I Hubble- och
Spitzer-data hittade forskare däremot bevis för en fjärde planet (en planet man länge trott skulle finnas men
först nu kunde bevisa finnas) i systemet. Kepler-138 e vilken finns i den
beboeliga zonen.
Denna fjärde planet är liten och längre bort från
sin stjärna än de tre andra. Den tar 38 dagar på sig för att slutföra sin omloppsbana. Naturen hos denna planet är dock fortfarande en öppen fråga
eftersom den inte verkar passera över sin sol. Hade den transiterat (dess skugga setts då den passerat över sin sol) skulle det ha gjort det möjligt för astronomer att bestämma dess
storlek.
Forskarna fick ytterligare en överraskning. De fann
att de två vattenvärldarna Kepler-138 c och d är tvillingplaneter. De har praktiskt
taget samma storlek och massa vilket motsäger det man tidigare ansett att de
var drastiskt olika. Den till sin sol närmsta planeten, Kepler-138 b, bekräftas å andra
sidan vara en planet jämförbar med Mars i storlek en av de minsta exoplaneterna som hittills är upptäckta.
"När våra instrument och tekniker blir
tillräckligt känsliga för att hitta och studera planeter som är längre bort från
sina stjärnor, kan vi börja hitta fler vattenvärldar",
avslutade Benneke.
Bild vikipedia: Kepler Space Telescope vy över
Vintergatan där Kepler138 finns.
