Vandens garai buvo pastebėti gyvenamosios zonos planetoje, esančioje už 110 šviesmečių

koncepcijos menas, skirtas K2-18b UCL

Astronomai pirmą kartą aptiko vandens požymių potencialiai tinkamoje gyventi planetoje už mūsų Saulės sistemos ribų.

Išvados rodo, kad planetos K2-18b, kuri skrieja aplink raudonąją nykštukę žvaigždę 110 šviesmečių atstumu nuo Žemės ir kuri jau buvo laikoma potencialiai tinkama gyventi, atmosferoje turi vandens garų.

Tai pirmas kartas, kai toks atradimas, apie kurį pranešta keliuose straipsniuose, paskelbtuose m Gamtos astronomija ir įkelta į arXiv , buvo sukurtas planetai, esančiai gyvenamojoje zonoje – orbitos diapazone aplink žvaigždę, kur planetos paviršiuje teoriškai galėtų egzistuoti skystas vanduo.

Tai vienintelė planeta, kurią šiuo metu žinome už Saulės sistemos ribų, kurios temperatūra yra tinkama vandeniui palaikyti, yra atmosfera ir joje yra vandens, todėl ši planeta yra geriausia kandidatė gyventi, ką žinome šiuo metu, sako Angelosas. Tsiaras, egzoplanetų mokslininkas iš Londono universiteto koledžo ir pagrindinis gamtos astronomijos tyrimo autorius.

Nors abiejuose dokumentuose daroma bendra išvada, kad K2-18b yra vandens, tarp jų metodų yra gana mažai dienos šviesos, o jų rezultatai turi skirtingą poveikį visai planetos struktūrai.

Abi grupės sutaria, kad K2-18b nėra kita Žemė. Egzoplaneta aštuonis kartus didesnė už Žemės masę ir yra dvigubai didesnė. Ji yra gana arti savo žvaigždės šeimininkės (jos orbitos periodas yra 33 dienos), tačiau ši žvaigždė yra perpus mažesnė už saulės dydį ir temperatūrą. K2-18b egzistavimas buvo patvirtintas 2015 m vėlesni tyrimai darė prielaidą, kad jis buvo uolėtas ir galbūt turi didelį dujinį apvalkalą arba vandenyną.

Abi komandos peržiūrėjo Hablo duomenis, kad galėtų stebėti K2-18b žvaigždžių tranzitą, kai jis skrieja aplink savo žvaigždę. Kai žvaigždžių šviesa juda per planetos atmosferą, ji išsisklaido dėl įvairių atmosferos elementų ir junginių. Mokslininkai gali analizuoti šį sklaidą, kad nustatytų, iš ko susideda planetos atmosfera. Komanda, vadovaujama Björno Benneke, egzoplanetų tyrinėtojo iš Monrealio universiteto ir pagrindinio arXiv dokumento autoriaus, taip pat turėjo prieigą prie duomenų iš Keplerio ir Spitzerio kosminių teleskopų.

Rezultatas yra tai, kad Nature Astronomy dokumentas, kurio išvados yra recenzuotas ir konservatyvesnis, daro išvadą, kad K2-18b atmosferoje yra didelė vandens koncentracija, nors mokslininkai spėja, kad ji gali sudaryti tik 0,01 % atmosferos. arba net 50 proc.

Tsiaras ir jo komanda mano, kad planeta greičiausiai yra uolėta superžemė, kurios atmosfera labai dominuoja vanduo, stipriai susimaišiusi su skaidriomis dujomis, tokiomis kaip azotas, arba joje yra daug debesų. Tas atmosferos vanduo gali būti skysto vandens paviršiuje požymis (kurį galbūt visiškai uždengtų vandenynas), bet kol kas tai neaišku.

Tuo tarpu Benneke'as ir jo komanda sunkiai padarė išvadą, kad K2-18b debesys yra sudaryti iš vandens – jų daug. Jie taip pat siūlo daug egzotiškesnę planetos versiją. Jų modelis, apimantis Keplerio ir Spitzerio duomenis, rodo, kad K2-18b yra mini Neptūnas, sudarytas iš mažos ledinės arba uolinės šerdies, apvyniotos dujiniu apvalkalu. Tam tikruose atmosferos sluoksniuose vandens garai gali kondensuotis į skysčio lašelius. Astrobiologijos požiūriu tai daug svarbiau, sako Benneke. Tai yra skysto vandens, o ne garų, buvimas, kuris leidžia vykti biocheminiams gyvybės procesams. K2-18b gali būti mikroskopinės gyvybės, plūduriuojančios per dujų sluoksnį ir gyvenančios iš kondensuotų vandens lašelių debesyse, namai.

Abu dokumentai yra paveikti dabartinių technologijų apribojimų. Iš tiesų, Hablas šiais laikais yra kažkoks antikvarinis daiktas. Jo kameros iš tikrųjų nebuvo skirtos tokiems tyrimams, o atliekant po stebėjimo analizę galima atlikti tik tiek daug programinės įrangos, kad būtų galima modeliuoti atmosferą už 110 šviesmečių.

Kepleris ir Spitzeris pateikia platesnį stebėjimų spektrą (taigi arXiv popieriaus debesų formavimo modeliai), tačiau jie yra mažiau tikslūs nei Hablo. Vis dar neįsivaizduojame apie temperatūrą planetoje (Tsiaro komanda nustato diapazoną nuo -100 iki 116 °F arba nuo -73 iki 47 °C), kur tiksliai atmosferoje yra vandens garai, kokių dar junginių galima rasti. atmosferoje, nesvarbu, ar tai būtų potvynių užrakinta planeta, ar bet kokie kiti bruožai, galintys nupiešti ryškesnį vaizdą, koks gali būti K2-18b tinkamas gyventi.

Antžeminiai teleskopai gali atlikti keletą naudingų stebėjimų, bet iš tikrųjų labai sunku stebėti atmosferą su vandeniu per atmosfera su vandeniu. Kai kurie teleskopai, pvz Itin didelis teleskopas Šiaurės Čilėje ir Trisdešimties metrų teleskopas Havajuose, gali pasisekti studijuojant K2-18b, tačiau nė vienas iš jų nebus pradėtas naudoti iki kito dešimtmečio antrosios pusės.

Todėl geriausia būtų atlikti tolesnius stebėjimus su dviem Hablo įpėdiniais: Jameso Webbo kosminiu teleskopu, kuris į orbitą turėtų pakilti 2021 m., tačiau buvo ne kartą atidėtas, ir Europos kosmoso agentūros ARIEL kosminiu teleskopu. bus paleista 2029 m. Abu jie galės atlikti tikslesnius ir platesnius elektromagnetinio spektro stebėjimus, identifikuodami daugiau atmosferoje esančių molekulių, tokių kaip anglies dioksidas, metanas ar amoniakas. Tie teleskopai taip pat padės mums pasiekti daug konkretesnį K2-18b vandens kiekio ir struktūros pojūtį – nesvarbu, ar planeta pasirodys esanti superžemė, ar mini Neptūnas.

Tai, kad mes vis dar galime naudoti Hablo, siekdami tokio naujoviško mokslo, yra visiškai stulbinantis, sako Ryanas Cloutier iš Harvardo ir Smitsono astrofizikos centro, kuris nedalyvavo nė viename tyrime. Tačiau toks instrumentas kaip JWST padidins matavimo tikslumą, palyginti su Hablo, pasak jo, todėl bus daug lengviau atlikti išsamius bet kurio iš 55 gyvenamosios zonos egzoplanetos .

Svarbu pažymėti, kad K2-18b signalai toli gražu nėra sandarūs. Tokio tipo tyrimai visada yra sudėtingi, sako Cloutier. Anksčiau kai kurie signalai iš esmės „dingdavo“ po tolimesnės analizės arba po nepriklausomos kitos tyrimų grupės analizės.

Vis dėlto retai galima įžvelgti vandens buvimo kitos planetos atmosferoje įrodymų, ir vien tai turėtų paskatinti pakankamai susidomėjimą tęsti tokio tipo tyrimus, kai ateinančio dešimtmečio technologijos bus prijungtos prie interneto.

paslėpti