K2-18b

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

Okres orbitalny

32,939623 dni
+0,000095/–0,000100

Charakterystyka fizyczna
Masa

8,63 ± 1,35 M🜨

Promień

2,71 ± 0,07 R🜨

Gęstość

2,4 ± 0,4 g/cm³

Przyspieszenie grawitacyjne

11,5 ± 1,9 kg/(m•s²)
1,17 ± 0,2 g

Temperatura powierzchni

265 K (równowagowa)

K2-18b, znana również jako EPIC 201912552 b – egzoplaneta, superziemia krążąca wokół czerwonego karła w systemie planetarnym K2-18, znajdującym się około 124 lata świetlne od Ziemi. 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 o dane 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.

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 lat świetlnych) od Ziemi i ogłoszono je w 2016 roku wraz z odkryciem ponad 1200 innych planet zidentyfikowanych przez ten teleskop. 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, co pozwala przyjąć hipotezę o tym, że jej okres obrotu wokół własnej osi jest synchroniczny z okresem orbitalnym za bardzo prawdopodobną. Półoś wielka jej orbity wynosi 0,1591 ± 0,0004 au.

Temperaturę równowagową oszacowano na około 265 ± 5 K (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🜨. 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. Planeta ma średnią gęstość 2,4 ± 0,4 kg/m³ (wg danych podanych przez Cloutiera, opublikowanych w 2019 r.) 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, 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”.

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.

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. 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.

Odkrycie pary wodnej na K2-18b uczyni najprawdopodobniej tę planetę przedmiotem obserwacji Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba z NASA oraz programu ARIEL z ESA, które mają bezpośrednio obserwować gazy atmosferyczne na egzoplanetach.

Uwagi

  1. 1 2 NASA w swoim katalogu podaje kilka nieznacznie różniących się danych, wskazując przy tym na publikacje źródłowe, w tym na oszacowaniu pochodzącym z roku 2018 (Sarkis i współpracownicy), w którym wyliczono 32,939623+0,000095−0,000100 dni ziemskich.
  2. 1 2 Björn Benneke w swojej pracy porównał temperaturę równowagową 265 K oszacowaną dla K2-18b z temperaturą 257 K obliczoną dla Ziemi (inne źródła podają dla Ziemi 255 K).
  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, 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, 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) podają półoś wielką równą 0,143 ± 0,006 au.
  6. ↑ Starsze oszacowania zespołu Ryana Cloutiera, z roku 2017, 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 na 11,5 ± 1,9 kg/(m•s²).
  8. Montet i in. 2015 ↓, s. 5,13.
  9. Sarkis i in. 2018 ↓, s. 11 (Tabela 3).
  10. Benneke i in. 2019 ↓, s. 1.

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 [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, 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, 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: A...608A..35C, e-ISSN 1432-0746 [dostęp 2019-09-12] (ang.).
  10. K2-18. [w:] NASA Exoplanet Archive [on-line]. NASA Exoplanet Science Institute. [dostęp 2019-09-12]. (ang.).
  11. 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.