K2-18b

K2-18b
Ilustracja
Artystyczna wizja wyglądu K2-18b (z prawej) krążącej wokół czerwonego karła K2-18.
Data odkrycia

2015

Sposób odkrycia

obserwacja tranzytu

Charakterystyka orbity (J2000)
Ciało centralne

K2-18

Półoś wielka

0,1591 ± 0,0004 au[1]

Okres orbitalny

32,939623 dni[a][2]
+0,000095/–0,000100

Charakterystyka fizyczna
Masa

8,63 ± 1,35 M🜨[1]

Promień

2,71 ± 0,07 R🜨[1]

Gęstość

2,4 ± 0,4 g/cm³[1]

Przyspieszenie grawitacyjne

11,5 ± 1,9 m/s²
1,17 ± 0,2 g

Temperatura powierzchni

265 K (równowagowa)[b]

K2-18b, znana również jako EPIC 201912552 b – egzoplaneta, superziemia[3] krążąca wokół czerwonego karła w systemie planetarnym K2-18, znajdującym się około 124 lata świetlne od Ziemi[c]. Planetę, odkrytą przez Obserwatorium Kosmiczne Keplera, zidentyfikowano później jako mającą masę około ośmiokrotnie większą od masy Ziemi, okrążająca swą macierzystą gwiazdę w jej ekosferze po orbicie o okresie 33 ziemskich dni.

W 2019 r. dwa niezależne opracowania oparte na danych z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, zakończyły się konkluzją, że w atmosferze planety znajdują się znaczne ilości pary wodnej, co jest pierwszym takim odkryciem dla planety w ekosferze gwiazdy, gdzie woda może pozostawać ciekła i potencjalnie mogłoby powstać życie[4][5][6][7].

Odkrycie

Planeta K2-18b została odkryta dzięki obserwacjom Kosmicznego Teleskopu Keplera podczas rozpoczętej w listopadzie 2013 rozszerzonej misji tego teleskopu, oznaczonej skrótem K2 i określanej nazwą Second Light („Drugie światło”). Odkrycia K2‑18b dokonano w 2015 r. w ramach obserwacji gwiazdy K2‑18, czerwonego karła o typie widmowym M2,8 odległego około 38 parseków (124 lata świetlne) od Ziemi i ogłoszono je w 2016 roku wraz z odkryciem ponad 1200 innych planet zidentyfikowanych przez ten teleskop[c]. Stosunkowo niska jasność gwiazdy K2‑18 ułatwi obserwowanie atmosfery K2‑18b w przyszłych obserwacjach.

Charakterystyka fizyczna

K2-18b ma okres orbitalny 32,9396 ziemskich dni[a][2], co pozwala przyjąć hipotezę o tym, że jej okres obrotu wokół własnej osi jest synchroniczny z okresem orbitalnym[d] za bardzo prawdopodobną[8]. Półoś wielka jej orbity wynosi 0,1591 ± 0,0004 au[1][e].

Temperaturę równowagową oszacowano na około 265 ± 5 K[b] (tj. -8 ± 5°C). Szacuje się, na podstawie analizy przeprowadzonej przez spektrograf HARPS i program poszukiwań egzoplanet w bliskiej podczerwieni CARMENES w obserwatorium Calar Alto, że K2‑18b ma promień 2,71 ± 0,07 R🜨 i masę 8,63 ± 1,35 M🜨[f][1]. Porównanie wielkości, orbity i innych cech K2‑18b z innymi wykrytymi egzoplanetami sugeruje, że planeta może utrzymywać atmosferę zawierającą inne substancje chemiczne oprócz wodoru i helu[9]. Planeta ma średnią gęstość 2,4 ± 0,4 kg/m³ (wg danych podanych przez Cloutiera, opublikowanych w 2019 r.[1]) i może utrzymywać na powierzchni ciekłą wodę.

Pomimo że temperatura na powierzchni planety wydaje się być zbliżona do panującej na Ziemi, to jednak zarówno masa osiem razy większa od masy Ziemi[g], jak również prawdopodobnie silne promieniowanie ultrafioletowe, które może docierać do powierzchni, a także spora odległość od Ziemi powodują, iż naukowcom nie wydaje się możliwe dotarcie i przebywanie tam człowieka i wg astronoma UCL Angelosa Tsiarasa jest to wciąż „science fiction”[7][8].

Badania systemu K2-18 przez HARPS i CARMENES wskazały również prawdopodobną drugą egzoplanetę K2‑18c o szacunkowej masie 5,62 ± 0,84 M🜨 z ciaśniejszą orbitą o dziewięciodniowym okresie orbitalnym[1].

Do uzyskania dalszych szczegółów na temat K2-18b od początkowych obserwacji planety został wykorzystany Kosmiczny Teleskop Hubble’a; wyniki uzyskane z jego pomocą potwierdziły obserwacje napływające z obserwatorium Keplera. Dwie osobne analizy w 2019 r., prowadzone osobno przez Uniwersytet Montrealski i przez University College London, wykorzystujące spektrogramy światła przechodzącego w pobliżu planety, potwierdziły, że K2‑18b ma atmosferę helowo-wodorową o wysokim stężeniu pary wodnej (między 20% i 50%), zdolną do tworzenia chmur[6]. Badanie University College London zostało opublikowane 11 września 2019 r. w czasopiśmie Nature Astronomy; badanie Uniwersytetu Montrealskiego, które nie zostało jeszcze ocenione, zostało opublikowane dzień wcześniej jako preprint na serwerze ArXiv.

Analiza z University College London wykazała, że ich dane mieszczą się w zakresie 3,6 odchyleń standardowych, co daje im 99,97% pewności w swoich wnioskach[6].

Odkrycie w 2019 roku pary wodnej na K2-18b uczyniło tę planetę przedmiotem obserwacji Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba z NASA oraz programu ARIEL z ESA, które mają bezpośrednio obserwować gazy atmosferyczne na egzoplanetach[6]. Później w atmosferze K2-18b zaobserwowano metan oraz dwutlenek węgla. W 2025 roku zespół naukowców z Uniwersytetu Cambridge badając atmosferę planety (podczas jej tranzytu przez tarczę gwiazdy macierzystej) przy pomocy instrumentu pomiarowego MIRI (zainstalowanego na Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba) wykrył ślady obecności siarczku dimetylu i disiarczku dimetylu – związków, które na Ziemi wytwarzane są przez prymitywne organizmy żywe (morski fitoplankton i bakterie). Według szacunków naukowców zawartość tych gazów w atmosferze planety jest znacznie większa, niż w atmosferze Ziemi. Odkrycie wymaga jeszcze potwierdzenia (z 99,7% do 99,99999% pewności)[10][11][12].

Uwagi

  1. 1 2 NASA w swoim katalogu[14] podaje kilka nieznacznie różniących się danych, wskazując przy tym na publikacje źródłowe, w tym na oszacowaniu pochodzącym z roku 2018 (Sarkis i współpracownicy)[15], w którym wyliczono 32,939623+0,000095−0,000100 dni ziemskich.
  2. 1 2 Björn Benneke w swojej pracy[16] porównał temperaturę równowagową 265 K oszacowaną dla K2-18b z temperaturą 257 K obliczoną dla Ziemi (inne źródła podają dla Ziemi 255 K[17]).
  3. 1 2 Odległość systemu gwiezdnego K2-18 od Ziemi szacowana była w 2015 roku przez Benjamina Monteta i współpracowników na około 34±4 parseków[13], czyli ok. 111±13 lat świetlnych (1 parsek [pc] ≈ 3,2616 roku świetlnego). Uwzględniające dane pozyskane dzięki misji sondy Gaia aktualne archiwum egzoplanet NASA podaje odległość do K2‑18 z górnego zakresu przybliżenia podanego wcześniej przez Monteta, bo 38,068±0,079 pc[14], tj. 124,16 ± 0,26 lat świetlnych.
  4. ↑ Oznacza to, że planeta zwrócona jest zawsze tą samą stroną do swojej gwiazdy macierzystej, tak jak ziemski Księżyc jest zawsze zwrócony tą samą stroną do macierzystej planety – Ziemi.
  5. ↑ Inne, starsze źródła (w tym katalog NASA[14]) podają półoś wielką równą 0,143 ± 0,006 au.
  6. ↑ Starsze oszacowania zespołu Ryana Cloutiera, z roku 2017[9], wskazywały na wyniki nieco inne i były mniej dokładne: dla K2‑18b podawano 8,0±1,9 M🜨, a dla K2‑18c – 7,5±1,3 M🜨.
  7. ↑ Grawitacja panująca na powierzchni planety jest nieznacznie większa (o około 17%) od ziemskiej, szacowana jest[1] na 11,5 ± 1,9 m/s².

Przypisy

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 R. Cloutier i inni, Confirmation of the radial velocity super-Earth K2-18c with HARPS and CARMENES, „Astronomy & Astrophysics”, vol.619, 2019, DOI: 10.1051/0004-6361/201833995, arXiv:1810.04731 [dostęp 2019-09-12] (ang.).
  2. 1 2 Björn Benneke i inni, Spitzer Observations Confirm and Rescue the Habitable-Zone Super-Earth K2-18b for Future Characterization, „The Astrophysical Journal”, vol.834 (2), 2017, DOI: 10.3847/1538-4357/834/2/187, Bibcode: 2017ApJ...834..187B, arXiv:1610.07249 [dostęp 2019-09-12] (ang.).
  3. ↑ Radek Kosarzycki: Woda w atmosferze superziemi K2-18b! . Puls Kosmosu, 2019-09-11. [dostęp 2019-09-13].
  4. ↑ Pallab Ghosh: Water found for first time on potentially habitable planet. BBC, 2019-09-12. [dostęp 2019-09-12]. (ang.).
  5. ↑ Michael Greshko: Water found on a potentially life-friendly alien planet. National Geographic, 2019-09-11. [dostęp 2019-09-12]. (ang.).
  6. 1 2 3 4 Angelos Tsiaras i inni, Water vapour in the atmosphere of the habitable-zone eight-Earth-mass planet K2-18 b, „Nature Astronomy”, 2019, DOI: 10.1038/s41550-019-0878-9, ISSN 2397-3366, Bibcode: 2019NatAs...3.1086T, arXiv:1909.05218 [dostęp 2019-09-11] (ang.).
  7. 1 2 kw/aw: „Znaleźliśmy wodę”. Odkrycie na odległej super-Ziemi. tvnmeteo, 2019-09-12. [dostęp 2019-09-12]. (pol.).
  8. 1 2 Mike Wall: The Water Vapor Find on 'Habitable' Exoplanet K2-18 b Is Exciting — But It's No Earth Twin. Search For Life, 2019-09-11. [dostęp 2019-09-13]. (ang.).
  9. ↑ R. Cloutier i inni, Characterization of the K2-18 multi-planetary system with HARPS, „Astronomy & Astrophysics”, vol.608, EDP Sciences, 2017, DOI: 10.1051/0004-6361/201731558, ISSN 0004-6361, Bibcode: 2017A&A...608A..35C, arXiv:1707.04292, e-ISSN 1432-0746 [dostęp 2019-09-12] (ang.).
  10. ↑ Madhusudhan i in. 2025 ↓.
  11. ↑ Pallab Ghosh: Scientists find 'strongest evidence yet' of life on distant planet. BBC, 2025-04-17. [dostęp 2025-04-17]. (ang.).
  12. ↑ Dostrzegli możliwy ślad pozaziemskiego życia. "Sygnał był silny i wyraźny". TVN24.pl, 2025-04-17. [dostęp 2025-04-17].
  13. Montet i in. 2015 ↓, s. 5,13.
  14. K2-18. [w:] NASA Exoplanet Archive [on-line]. NASA Exoplanet Science Institute. [dostęp 2019-09-12]. (ang.).
  15. Sarkis i in. 2018 ↓, s. 11 (Tabela 3).
  16. Benneke i in. 2019 ↓, s. 1.
  17. Chris Mihos: Equilibrium Temperatures of Planets. Department of Astronomy, Case Western Reserve University. [dostęp 2019-09-13]. (ang.).

Bibliografia

Linki zewnętrzne

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.