Den här veckan tillkännagav forskare att rymdteleskopet James Webb, som bland sina många talanger kan analysera exoplaneternas atmosfärer, bara bekräftat förekomsten av koldioxid på en värld som kretsar runt en sol cirka 700 ljusår bort. Det är den första observationen av CO2 i en planetarisk atmosfär bortom vårt solsystem.
Men den upptäckten, gjord om en värld väldigt olik vår egen, är bara det första smakprovet på vad Webbs instrument snart kan avslöja. Astronomer är ivriga att träna teleskopet på planeter som jorden, där flytande vatten, en avgörande ingrediens för livet som vi känner det, är rikligt. Under de kommande månaderna och åren kommer de utan tvekan att få sin chans.
Det finns ett antal lovande jordliknande planeter som Webb skulle kunna studera inom en snar framtid, men i en tidning som nyligen publicerades i Den astronomiska tidskriften, hävdar forskare från University of Montreal att de har upptäckt en av de bästa sådana kandidaterna hittills.
Planeten, som kretsar kring en stjärna i det binära systemet TOI-1452, är 100 ljusår bort. Den är cirka 70 % större än jorden – en typ av exoplanet som kallas a superjord– och banor i en region som forskare kallar beboelig zon där flytande vatten är möjligt. Ännu mer lockande är det faktum att planetens densitet antyder närvaron av ett globalt hav.
Vattenland
Tips om TOI-1452 b dök först upp i data som samlats in av rymdteleskopet TESS. Teamet bekräftade ytterligare planetens existens och satte fast nyckelattribut med markbaserade observationer. Genom att mäta hur mycket en kretsande planet får sin moderstjärna att vingla kan forskare uppskatta dess massa, medan analys av hur mycket ljus den blockerar när den rör sig mellan sin stjärna och jorden ger uppskattningar av dess storlek.
TOI-1452 b:s sol är en röd dvärgstjärna som är mindre och svagare än solen. Så medan planeten befinner sig i en snäv omloppsbana i förhållande till jorden – och slutför en krets runt sin sol var 11:e dag – får den ungefär samma mängd solstrålning som Venus. Det sätter den i mitten av stjärnans beboeliga zon. Tillsammans med dess förvånansvärt låga densitet är en ledande teori att TOI-1452 b är en vattenvärld.
En modell i studien uppskattade att vatten skulle kunna kompensera 30 procent av planetens massa. Som jämförelse täcker vatten 70 procent av jordens yta men är bara 1 procent av dess massa. Så om modellen visar sig vara korrekt kan hela TOI-1452 b:s yta täckas av ett globalt hav som är mycket djupare än något annat på jorden.
"TOI-1452 b är en av de bästa kandidaterna för en havsplanet som vi har hittat hittills," sa Charles Cadieux, en astronom vid University of Montreal och den nya tidningens huvudförfattare. "Dess radie och massa tyder på en mycket lägre densitet än vad man kan förvänta sig för en planet som i grunden består av metall och sten, som jorden."
Nyckelordet är kandidat. Uppgifterna lämnar gott om utrymme för osäkerhet om huruvida planeten verkligen är en havsplanet. Tidningen utforskar också scenarier där planeten är en stenig utan atmosfär eller stenig med en utsträckt atmosfär av lätta gaser som väte och helium. Det enda sättet att veta säkert är att ta en titt.
Nästa blå marmor
När ljus lyser genom exoplanetatmosfärer absorberar de olika kemiska beståndsdelarna signaturvåglängder. Det resulterande spektrumet är som ett fingeravtryck av atmosfärens kemiska sammansättning, luckorna som tillkännager närvaron av olika element som väte och helium eller molekyler som vattenånga. Hittills har dock vår förmåga att direkt analysera exoplanetatmosfärer, särskilt de runt mindre planeter, varit begränsad.
Men med Webb har mänskligheten ett par nya glasögon mer än upp till jobbet. Förutom TOI-1452 b:s fysiska egenskaper är planeten också relativt nära jorden, och dess position på himlen är tillgänglig för observation året runt. Forskarna säger att de hoppas kunna boka tid på teleskopet snart för att direkt bekräfta eller förkasta deras hypotes.
Huruvida just den här planeten löser sig är något vidrigt. Vad som är mer spännande är vår nya förmåga att kika in i atmosfären på en lista med lovande planeter ljusår bort. Det är fullt möjligt att forskare snart kommer att lokalisera och bekräfta en havsvärld som kretsar kring en annan stjärna: Den första blå marmorn bortom vårt solsystem.
Därifrån kan vi hitta många fler kulor, och även om Webb inte uttryckligen utformades för att upptäcka biosignaturer – livets kemiska fingeravtryck –kommande teleskop kommer att vara. Dessa inkluderar det markbaserade Giant Magellan Telescope, Thirty Meter Telescope och European Extremely Large Telescope.
När vår rollodex av bekräftade havsvärldar växer, växer också vår lista över lovande mål för dessa framtida teleskop att träna sina sikte på och, i vad som utan tvekan skulle bli en världsomskakande upptäckt, kan vi äntligen spionera de första signaturerna av livet i ensamt tomrum.
Image Credit: Benoit Gougeon, University of Montreal
