Vízgőzt észleltek egy idegen világ légkörében, amely majdnem kétszer akkora a Föld méreténél


A tudósok felismerték a vízgőzöket a K2-18 b légkörében, amely potenciálisan lakható idegen világ, mintegy kétszer akkora, mint a Föld. A ma (szeptember 11-én) bejelentett megállapítás a tegnap kiadott külön tanulmányt követi, amely bejelenti a vízgőzök, valószínűleg a felhők és az eső felfedezését a bolygón.

A távoli bolygót (kb. 110 fényév távolságra) 2015-ben fedezte fel a NASA Kepler űrteleszkópja. Az idegen világ körülbelül kétszerese a Föld méretének és nyolcszor hatalmas. A K2-18 b körüli vörös törpecsillagot kering a "lakható zónában" – annak a távolságnak a tartományában, ahol a folyékony víz stabil lehet a világ felszínén.

A ma a Nature Astronomy folyóiratban közzétett tanulmánnyal a tegnapi tanulmány mögött a kutatócsoport összegyűjtött Hubble Space Telescope 2016-os és 2017-es megfigyelésekből származó adatokat felhasználta annak megállapítására, hogy az exoplanet légköre vízgőzzel rendelkezik. A K2-18 b eddig a legkisebb exoplanet, amelyen a légköri vízgőzt felfedezték.

Videó: Vízgőz-felfedezés az Exoplanet K2-18 b légkörében
Összefüggő:
Ez a 10 egzoplaneta lehet otthon az idegen életben

A 2019. szeptember 11-én közzétett tanulmányban a kutatók vízpárakat fedeztek fel a K2-18b exoplanet légkörében. Ez a művész benyomása a K2-18b bolygót, a házigazda csillagot és a kísérő bolygót mutatja ebben a rendszerben.

(Kép jóváírása: ESA / Hubble, M. Kornmesser)

Idegen élet jelöltje?

A kutatók hangsúlyozták, hogy sok a K2-18 b exoplanet kapcsán. Az exoplanet sziklás lehet nagy légkörrel, vagy egy "vízvilág", amelyet nagyrészt vagy egészben víz takar, állítják.

Ennek ellenére a K2-18 b az egyik az idegen élet megszerzésének legjobb jelöltjeiről, akikről ismertünk, Angelos Tsiaras, a London University (UCL) Fizika és Csillagászat Tanszék vezető kutatója, mondta a Space.com. Az a tény, hogy ez egy viszonylag kicsi bolygó, amely egy lakhatósági övezetben fekszik, és bizonyítja a vizet, "ezt a célt szolgálja a legmegfelelőbb élőhelyi célpontnak, amelyet jelenleg ismerünk".

A kutatók a Hubble-adatokkal elemezték a K2-18 b tranzitjának vagy a gazdacsillagokon keresztüli mozgásának elemzését, tranzit-spektroszkópia néven ismert módszerrel. Ahogy a bolygó áthalad, "a csillagfény egy részét szűrjük át a bolygó légkörén" – mondta Tsiaras. "A bolygó légköre jellegzetes ujjlenyomatot hagy a fényen … ezt próbáljuk megfigyelni."

A csoport elemezte a bolygó áthaladásának adatait, és ezen elemzés alapján megállapította, hogy a K2-18 b légköre valószínűleg 0,01% és 50% között tartalmaz vizet, és emellett jelentős mennyiségű hidrogén is lehet.

Ez a hatalmas tartomány abból a tényből fakad, hogy a Hubble megfigyelésekkel a kutatók csak a víz aláírását, az „ujjlenyomatot” tudják azonosítani tranzit spektroszkópiával; nem tudják megmondani, mennyi víz van jelen, mondta Giovanna Tinetti, a kutatás kutatója és az UCL asztrofizikai professzora egy szeptember 10-i sajtótájékoztatón.

"A víz aláírása olyan erős, hogy [with] még egy apró vizet is, azonnal látni fogja az aláírást "- mondta Tinetti. Tehát, bár a csapat tudja, hogy van víz a légkörben, bőségének ismerete továbbra sem ismert.

Vízgőz a levegőben

Mostanáig a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy van némi víz és valószínűleg hidrogén a bolygó légkörében. Ismerik a hideg bolygó méretét és tömegét, és hogy a K2-18 b gravitációja sokkal nagyobb, mint mi itt a Földön (a sokkal nagyobb tömeg miatt). A K2-18 b keringési periódusa 33 Földnap – tehát egy év a K2-18 b-n kb. Egy Földhónak felel meg.

Ezenkívül a K2-18 b vörös törpe csillagot kering körül egy második, kisebb exoplanet (K2-18 c) mellett. Tehát, ha tiszta égbolt alatt állnánk a bolygó felszínén, vörös csillagot látnánk fel a sárgás-narancssárga nap helyett (bár ennek az exoplanetnak a felületén nagy a gravitáció és a nagyobb UV-sugárzás, lehet, hogy nem lehetséges vagy biztonságos járni).

Ez a felismerés számos új kérdést váltott ki azzal kapcsolatban, hogy mi ez az exoplanet és annak légköre. E tanulmány szerint három ugyanolyan valószínűsíthető légköri modell létezik az exoplanet számára.

K2-18 b exoplanet lehetőségek

E kutatók által leírt első lehetőség egy felhőmentes légkör, amely csak vizet és hidrogén-héliumot tartalmaz. A második lehetőség egy felhőmentes légkör, amelyben víz, hidrogén-hélium és molekuláris nitrogén van. Harmadszor, a kutatók szerint a bolygó légköre felhős lehet vízzel és hidrogén-héliummal.

"Statisztikai szempontból ugyanolyan valószínű, hogy az adatokat figyelembe vesszük" – mondta Ingo Waldmann, az új tanulmány egyik szerzője a sajtótájékoztatón. "A válasz valószínűleg valahol köztük van" – tette hozzá.

Jelenleg nagyon nehéz a kutatóknak ezt a bolygót és annak légkörét tovább tanulmányozni földi megfigyelések felhasználásával – mondta a csapat. "Nagyon nehéz megfigyelni a légkört vízzel a légkörben a vízzel" – mondta Waldmann, aki szintén az UCL-en székhelye, arról, hogy megpróbálja megfigyelni a K2-18 b-t a Föld légkörén keresztül.

A kutatók azonban úgy gondolják, hogy a NASA James Webb Űrtávcsőjével, amelyet 2021-ben állítanak elő, a bolygóval, annak légkörével és potenciális alkalmazhatóságával kapcsolatban felmerült számos kérdésre megválaszolhatják néhány kérdést.

"Ez egy lépés a helyes irányba" – mondta Sara Seager, a Massachusetts Technológiai Intézet bolygótudományi, fizikai és repülőgépmérnöki professzora, aki nem vett részt ebben a tanulmányban. "Megpróbáljuk megérteni, hogy mi a leggyakoribb bolygó típus. Miből készül? Egy sziklás bolygó van ezzel az óriási borítékkal?"

"Nincsenek ilyen bolygók a naprendszerünkben, mégis hihetetlenül gyakoriak" – mondta Seager a szuper-Földről. "Reméljük, hogy jobb adatokat fogunk szerezni ezen a bolygón … a közelgő James Webb Űrtávcsővel sokkal szélesebb spektrumra tudna nézni, és sokkal részletesebb megfigyeléseket tudna végezni" – tette hozzá.

Ezeket az eredményeket ma (szeptember 11.) tették közzé a Nature Astronomy folyóiratban.

Kövesd Chelsea Gohd-t a Twitteren @chelsea_gohd. Kövess minket a Twitteren @Spacedotcom és tovább Facebook.