Dodano: 12 wrzesień 2019r.

Odkryto wodę w atmosferze Super-Ziemi K2-18b

W atmosferze planety pozasłonecznej K2-18b odkryto parę wodną. To pierwsza taka detekcja w historii. Na egzoplanecie panują także temperatury, które mogłyby sprzyjać powstaniu życia.

Odkryto wodę w atmosferze Super-Ziemi K2-18b

 

Planeta jest około osiem razy masywniejsza od Ziemi i znajduje się w tzw. ekosferze lub strefie zamieszkiwalnej, co oznacza, że panują tam warunki pozwalająca na występowanie wody w stanie ciekłym. To czyni K2-18b jedyną planetą krążącą wokół gwiazdy poza Układem Słonecznym, o której wiadomo, że ma zarówno wodę w stanie ciekłym, jak i temperatury, które mogłyby sprzyjać powstaniu życia.

Odkrycia dokonano dzięki archiwalnym danym z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a z lat 2016 i 2017. Zespół naukowców opracował algorytm służący do analizy światła gwiazdy przenikającego przez atmosferę K2-18b. Wyniki ujawniły molekularną sygnaturę pary wodnej, wskazując również na obecność wodoru i helu w atmosferze planety.

 

Opis odkrycia ukazał się na łamach pisma „Nature Astronomy”.

- Znalezienie wody na potencjalnie zdatnym do podtrzymania życia świecie innym niż Ziemia jest niezwykle ekscytujące. Ale K2-18b nie jest drugą Ziemią, ponieważ jest znacznie masywniejsza i ma inny skład atmosfery. Jednak przybliża nas to do odpowiedzi na podstawowe pytanie: czy Ziemia jest wyjątkowa? - powiedział dr Angelos Tsiaras z University College London (UCL), główny autor publikacji.

Planeta K2-18b została po raz pierwszy zauważona w 2015 roku przez Kosmiczny Teleskop Keplera i jest jedną z setek tzw. Super-Ziemi - planet o masie między Ziemią a Neptunem. Około dwa razy większa niż Ziemia i osiem razy masywniejsza, krąży wokół chłodnego czerwonego karła o ponad połowę mniejszego od naszego Słońca. Znajduje się w odległości około 110 lat świetlnych od nas w gwiazdozbiorze Lwa.

Czerwone karły wytwarzają znacznie mniej ciepła niż gwiazdy podobne do naszego Słońca. Jednak K2-18b krąży blisko swojej gwiazdy i naukowcy oszacowali, że na jej powierzchni panują temperatury w okolicach 10 stopni Celsjusza. Nowa Super-Ziemia znajduje się około sześć razy bliżej swojej gwiazdy macierzystej niż Ziemia i okrąża ją w ciągu 33 dni. Rok na K2-18b trwa tyle, ile miesiąc na Ziemi. Jednak poziom aktywności czerwonego karła sugeruje, że planeta skąpana jest w promieniowaniu i może nie być wcale tak przyjazna dla życia.

Poza wykrytymi sygnaturami wodoru i helu, uczeni sądzą, że inne związki chemiczne, w tym azot i metan, mogą być także obecne w atmosferze K2-18b, ale przy obecnych technologiach obserwacyjnych pozostają niewykrywalne. Konieczne są dalsze badania w celu oszacowania pokrywy chmur i ilości wody w atmosferze.

- Przy tak wielu nowych Super-Ziemiach, które zostaną odkryte w ciągu następnych kilku dekad, nasze odkrycie jest pierwszym z wielu potencjalnie nadających się do zamieszkania planet. Wynika to nie tylko z tego, że Super-Ziemie, takie jak K2-18b, są najczęstszymi planetami w naszej Galaktyce, ale także dlatego, że czerwone karły - gwiazdy mniejsze od naszego Słońca - są najczęstszymi gwiazdami – wyjaśnił dr Ingo Waldmann z UCL, współautor publikacji.

Następna generacja teleskopów, w tym Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba i misja ARIEL realizowana przez ESA, będą w stanie scharakteryzować atmosferę bardziej szczegółowo, ponieważ będą one zawierać bardziej zaawansowane instrumenty. Oczekuje się, że ARIEL wystartuje w 2028 roku i będzie obserwował szczegółowo 1000 planet.

- To odkrycie czyni K2-18b jednym z najciekawszych celów przyszłych badań. Wykryto ponad 4000 egzoplanet, ale niewiele wiemy o ich składzie i naturze. Obserwując dużą próbkę planet, mamy nadzieję odkryć tajemnice dotyczące ich chemii, formacji i ewolucji – powiedziała Giovanna Tinetti, współautorka publikacji, która jest również zaangażowana w misję ARIEL.

- To badanie przyczynia się do zrozumienia światów poza Układem Słonecznym i wyznacza nową erę w badaniach egzoplanet, które są kluczowe dla ostatecznego umieszczenia Ziemi, naszego jedynego domu, w kontekście całego kosmosu - zaznaczył dr Tsiaras.

Ale K2-18b nie jest bliźniaczką Ziemi. Raczej przypomina dalszego kuzyna. Ludzie nie radzili by sobie dobrze na tej planecie. Chociaż może mieć skalistą powierzchnię, może być równie wodnym światem. Może wcale nie jest Super-Ziemią, może jest mini-Neptunem. Dzisiejsza technologia jest zbyt słaba, aby dostarczyć nam więcej szczegółowych informacji.

Planeta jest większa i masywniejsza od Ziemi, co sprawia, że grawitacja również będzie silniejsza. Człowiek ważyłby tam dziesiątki, jak nie setki kilogramów więcej. Do tego dochodzi intensywne promienie UV, które wywołuje mutacje i może powodować rozwój nowotworów.

 

Źródło: University College London, fot. ESA/Hubble, M. Kornmesser