Hur vanliga är planeter som jorden? Det har varit en fråga som astronomer och drömmare har funderat på i årtionden, och nu, tack vare rymdfarkosten Kepler, har de ett svar. En av fem solliknande stjärnor i vår galax har planeter i jordens storlek som kan vara värd för liv, enligt en nyligen genomförd studie av Kepler-data.
'Vad detta betyder är att när du tittar upp på de tusentals stjärnorna på natthimlen, är den närmaste solliknande stjärnan med en planet i jordstorlek i sin beboeliga zon förmodligen bara 12 ljusår bort och kan ses med den nakna öga. Det är fantastiskt, säger UC Berkeleys doktorand Erik Petigura, som ledde analysen av data från Kepler och Keck Observatory.
Kepler-teleskopets uppdrag var att försöka hitta små steniga planeter med potential att hysa flytande vatten och kanske de ingredienser som behövs för att biologin ska få fäste. Under fyra år övervakade rymdteleskopet ljusstyrkan hos mer än 150 000 stjärnor och registrerade en mätning var 30:e minut.
Analys av astronomer från UC Berkeley och University of Hawaii visar att en av fem solliknande stjärnor har potentiellt beboeliga planeter i jordens storlek. (Animation av UC Berkeley/UH-Manoa/Illumina Studios)
För en nyligen fokuserad studie koncentrerade sig forskare på 42 000 solliknande stjärnor (stjärnor av G- och K-typ) och letade efter periodiska nedtoningar som inträffar när en planet passerar - eller korsar framför - sin värdstjärna. Ett team av forskare från Kepler-uppdraget och Keck-teleskopet på Hawaii har meddelat att de från den undersökningen hittade 603 planeter, varav 10 är jordens storlek och kretsar runt i den beboeliga zonen, där förhållandena tillåter flytande ytvatten.
Eftersom det finns cirka 200 miljarder stjärnor i vår galax, med 40 miljarder av dem som vår sol, sa den noterade planetjägaren Geoff Marcy att det ger oss cirka 8,8 miljarder planeter av jordstorlek i Vintergatan.
Men Marcy varnade också för att planeter i jordstorlek i omloppsbanor inte nödvändigtvis är gästvänliga för liv, även om de kretsar i den beboeliga zonen av en stjärna där temperaturen inte är för varm och inte för kall.
'Vissa kan ha tjocka atmosfärer, vilket gör det så varmt på ytan att DNA-liknande molekyler inte skulle överleva. Andra kan ha steniga ytor som kan hysa flytande vatten som är lämpligt för levande organismer, sa Marcy. 'Vi vet inte vilka olika planettyper och deras miljöer som är lämpliga för liv.'
Analys av fyra års precisionsmätningar från Kepler visar att 22±8 % av solliknande stjärnor har planeter i storleken av jorden i den beboeliga zonen. Om dessa planeter är lika vanliga lokalt som de är i Keplerfältet, är avståndet till den närmaste cirka 12 ljusår. Kredit: Petigura/UC Berkeley, Howard/UH-Manoa, Marcy/UC Berkeley.
Alla potentiellt beboeliga planeter som finns i deras undersökning är runt K-stjärnor, som är kallare och något mindre än solen, sa Petigura. Men lagets analys visar att resultatet för K-stjärnor kan extrapoleras till G-stjärnor som solen.
Rymdfarkosten Kepler är nu förlamad på grund av felaktiga gyroskop, men forskare säger att om Kepler hade överlevt för ett längre uppdrag, skulle den ha fått tillräckligt med data för att direkt upptäcka en handfull planeter i jordstorlek i de beboeliga zonerna av stjärnor av G-typ.
Om stjärnorna i Keplerfältet är representativa för stjärnor i solområdet, förväntas den närmaste planeten (jordstorlek) kretsa kring en stjärna som är mindre än 12 ljusår från jorden och kan ses med blotta ögat. Framtida instrumentering för att avbilda och ta spektra av dessa jordar behöver bara observera några dussin närliggande stjärnor för att upptäcka ett urval av planeter i jordstorlek som bor i deras värdstjärnors beboeliga zoner.
'För NASA är denna siffra – att var femte stjärna har en planet som ungefär liknar jorden – verkligen viktigt, eftersom efterföljande uppdrag till Kepler kommer att försöka ta en verklig bild av en planet, och storleken på teleskopet de måste bygga beror på hur nära de närmaste planeterna i jordstorlek är”, säger Andrew Howard, astronom vid Institutet för astronomi vid University of Hawaii. 'Ett överflöd av planeter som kretsar kring närliggande stjärnor förenklar sådana uppföljningsuppdrag.'
Vidare läsning: Institutet för astronomi, University of Hawaii ; UC Berkeley ; Keck Observatory ; NASA; PNAS .