Ūdens tvaiki ir pamanīti uz apdzīvojamās zonas planētas 110 gaismas gadu attālumā

konceptmāksla priekš K2-18b UCL

Astronomi pirmo reizi ir atklājuši ūdens pierādījumus uz potenciāli apdzīvojamas planētas ārpus mūsu Saules sistēmas.

Rezultāti liecina, ka planētas K2-18b, kas riņķo ap sarkano pundurzvaigzni 110 gaismas gadu attālumā no Zemes un kas jau tika uzskatīta par potenciāli apdzīvojama, atmosfērā ir ūdens tvaiki.

Tā ir pirmā reize, kad tiek atklāts šāds atklājums, par ko ziņots vairākos izdevumos Dabas astronomija un augšupielādēts uz arXiv , ir paredzēts planētai, kas atrodas apdzīvojamajā zonā — orbitālajā diapazonā ap zvaigzni, kur teorētiski uz planētas virsmas varētu pastāvēt šķidrs ūdens.

Šī šobrīd ir vienīgā planēta, par kuru mēs zinām ārpus Saules sistēmas un kuras temperatūra ir pareiza, lai uzturētu ūdeni, ir atmosfēra un tajā ir ūdens, tādējādi padarot šo planētu par labāko apdzīvojamības kandidātu, ko mēs šobrīd zinām, saka Andželoss. Tsiaras, eksoplanetu zinātnieks no Londonas Universitātes koledžas un pētījuma Nature Astronomy vadošais autors.

Lai gan abos dokumentos ir kopīgs vispārējs secinājums, ka K2-18b ir ūdens saturs, starp to pieejām ir diezgan daudz dienasgaismas, un to rezultātiem ir atšķirīga ietekme uz pašas planētas vispārējo struktūru.

Abas grupas vienojas, ka K2-18b nav cita Zeme. Eksoplanetai ir astoņas reizes lielāka masa par Zemi un tā ir divas reizes lielāka. Tā ir diezgan tuvu savai saimniekzvaigznei (ar 33 dienu orbītas periodu), taču šī zvaigzne ir uz pusi mazāka nekā Saule. K2-18b esamība tika apstiprināta 2015. gadā un turpmākie pētījumi liecināja, ka tas bija akmeņains un, iespējams, ar ievērojamu gāzveida apvalku vai okeānu.

Abas komandas aplūkoja Habla datus, lai novērotu K2-18b zvaigžņu tranzītu, kad tas riņķoja ap savu zvaigzni. Kad zvaigžņu gaisma pārvietojas pa planētas atmosfēru, tā tiek izkliedēta dažādu atmosfēras elementu un savienojumu dēļ. Zinātnieki var analizēt šo izkliedi, lai noteiktu, no kā sastāv planētas atmosfēra. Björn Benneke, Monreālas Universitātes eksoplanetu pētnieka un arXiv dokumenta vadošā autora vadītajai komandai bija arī piekļuve datiem no Keplera un Spicera kosmosa teleskopiem.

Rezultāts ir tāds, ka Nature Astronomy dokumentā, kas ir recenzēts un savos atklājumos konservatīvāks, secināts, ka K2-18b atmosfērā ir ievērojama ūdens koncentrācija, lai gan pētnieki uzskata, ka tā varētu veidot tikai 0,01% no atmosfēras. vai pat 50%.

Tsiaras un viņa komanda domā, ka planēta, visticamāk, ir akmeņaina superzeme, kuras atmosfēra ir ļoti dominējoša ūdens, kas ir stipri sajaukta ar caurspīdīgu gāzi, piemēram, slāpekli, vai arī ar ievērojamu mākoņu veidošanos. Šis atmosfēras ūdens varētu liecināt par šķidru ūdeni uz virsmas (kuru, iespējams, pilnībā klāj okeāns), taču pagaidām tas nav skaidrs.

Tikmēr Benneke un viņa komanda smagi nonāk pie secinājuma, ka K2-18b ir mākoņi, kas sastāv no ūdens — tādu ir daudz. Viņi arī piedāvā daudz eksotiskāku planētas versiju. Viņu modelis, kurā iekļauti Keplera un Špicera dati, liecina, ka K2-18b ir mini Neptūns, kas sastāv no neliela ledaina vai akmeņaina kodola, kas ietīts gāzveida apvalkā. Atsevišķos atmosfēras slāņos ūdens tvaiki var kondensēties šķidruma pilienos. No astrobioloģijas viedokļa tas ir daudz svarīgāk, saka Benneke. Tā ir šķidra ūdens, nevis tvaiku, klātbūtne, kas ļauj noritēt dzīvības bioķīmiskajiem procesiem. K2-18b varētu būt mājvieta mikroskopiskai dzīvībai, kas peld cauri gāzes slānim un dzīvo no kondensētiem ūdens pilieniem mākoņos.

Abus dokumentus ietekmē pašreizējās tehnoloģijas ierobežojumi. Patiešām, Habls mūsdienās ir kaut kas līdzīgs antīkai lietai. Tās kameras nebija īsti paredzētas šāda veida pētījumiem, un pēcnovērošanas analīzē var veikt tikai tik daudz programmatūras, lai modelētu atmosfēru 110 gaismas gadu attālumā.

Keplers un Spitzers nodrošina plašāku novērojumu klāstu (tātad arXiv papīra mākoņu veidošanās modeļi), taču tie ir mazāk precīzi nekā Habla. Mums joprojām nav ne jausmas par temperatūru uz planētas (Tsiaras komanda nosaka diapazonu no -100 līdz 116 °F jeb -73 līdz 47 °C), kur tieši ūdens tvaiki atrodas atmosfērā, kādus citus savienojumus varētu atrast. atmosfērā neatkarīgi no tā, vai tā ir plūdmaiņu bloķēta planēta vai kādas citas pazīmes, kas varētu radīt asāku priekšstatu par to, cik apdzīvojama varētu būt K2-18b.

Uz zemes izvietotie teleskopi varētu veikt dažus noderīgus novērojumus, taču patiesībā ir ļoti grūti novērot atmosfēru ar ūdeni cauri atmosfēra ar ūdeni. Daži teleskopi, piemēram, Īpaši liels teleskops Čīles ziemeļos un Trīsdesmit metru teleskops Havaju salās, iespējams, veiksies, studējot K2-18b, taču neviena no tām nedarbosies līdz nākamās desmitgades otrajai pusei.

Tā vietā vislabāk ir veikt papildu novērojumus ar diviem Habla pēctečiem: Džeimsa Veba kosmosa teleskopu, kas orbītā jāsāk 2021. gadā, bet ir atkārtoti aizkavēts, un Eiropas Kosmosa aģentūras ARIEL kosmosa teleskopu, kas plānots. tiks palaists 2029. gadā. Abi spēs veikt precīzākus un plašākus novērojumus visā elektromagnētiskajā spektrā, identificējot vairāku veidu molekulas atmosfērā, piemēram, oglekļa dioksīdu, metānu vai amonjaku. Šie teleskopi arī palīdzēs mums iegūt daudz konkrētāku priekšstatu par K2-18b ūdens saturu un struktūru — neatkarīgi no tā, vai planēta izrādās superzeme vai mini-Neptūns.

Fakts, ka mēs joprojām varam izmantot Habla, lai veiktu novatorisku zinātni, piemēram, šis, ir absolūti pārsteidzošs, saka Raiens Klutjē no Hārvardas un Smitsona astrofizikas centra, kurš nebija iesaistīts nevienā no pētījumiem. Tomēr tāds instruments kā JWST nodrošinās mērījumu precizitātes uzlabojumus salīdzinājumā ar Habla, viņš saka, padarot daudz vieglāk veikt detalizētus pētījumus par jebkuru no 55 apdzīvojamās zonas eksoplanetas .

Ir svarīgi atzīmēt, ka K2-18b signāli nebūt nav hermētiski. Šāda veida pētījumi vienmēr ir sarežģīti, saka Cloutier. Agrāk daži signāli būtībā ir “pazuduši” pēc turpmākas analīzes vai pēc citas pētniecības grupas neatkarīgas analīzes.

Tomēr reti kad var pamanīt pierādījumus par ūdens klātbūtni citas planētas atmosfērā, un tam vien vajadzētu rosināt pietiekamu interesi par šāda veida pētījumu turpināšanu, kad nākamās desmitgades tehnoloģijas nonāks tiešsaistē.

paslēpties