Forskere finder vanddamp i en superjordens atmosfære

Kunstnerens koncept om superjord K2-18b, en fjern verden, der nu vides at have både vanddamp i sin atmosfære og relativt moderate temperaturer. Kan det - gør det - støtte livet? Billede via ESA / Hubble / M. Kornmesser / UCL News.

OPDATERING: Siden denne historie blev offentliggjort på onsdag, har der været en ildstorm af kontrovers omkring den. Vi har en opfølgning, der kommer på søndag. Læs denne først ...

Forskere annoncerede endnu en spændende opdagelse i dag (11. september 2019) angående potentielt beboelige exoplaneter. For første gang har de opdaget vanddamp i atmosfæren i en fjern superjord - kaldet K2-18b - der kredser om sin stjerne i den beboelige zone. Ordet ”beboelig” i denne sammenhæng betyder ikke, at mennesker kunne bo der. En stjernes beboelige zone er den zone, hvor flydende vand kan eksistere, og vand er vigtigt for livet, som vi kender det. Denne særlige exoplanet har også relativt moderate temperaturer efter jordiske standarder. Med bekræftet vanddamp og beboelige temperaturer er K2-18b netop blevet et meget spændende mål i søgen efter livet.

Den peer-reviewede opdagelse blev offentliggjort i en artikel i dag (11. september 2019) i Nature Astronomy af forskere fra University College London (UCL). Et andet papir (udkast til version) blev også offentliggjort på ArXiv den 10. september 2019.

Det nye arbejde stammer fra observationer foretaget med Hubble-rumteleskopet. Det markerer den første samlede succesfulde atmosfæriske analyse af en exoplanet i den beboelige zone af dens stjerne. Sådanne undersøgelser har vist sig vanskelige på grund af afstanden fra disse verdener og deres mindre størrelser sammenlignet med gasgiganter som Jupiter.

Vand er blevet opdaget i atmosfæren i en "super-Earth" eksoplanet, der kredser om sin stjerne i den beboelige zone. Mens eksoplanets atmosfære ikke forventes at være "beboelig" efter menneskelige standarder, er dette en bemærkelsesværdig opdagelse: https://t.co/CzkgUzdnPp pic.twitter.com/wqkABFnJ00

- Ian O'Neill (@astroengine) 11. september 2019

Ifølge Angelos Tsiaras ved UCLs Center for Space Exochemistry Data (CSED) og første forfatter af det nye papir:

At finde vand i en potentielt beboelig verden end Jorden er utroligt spændende. K2-18b er ikke 'Jorden 2.0, da den er markant tungere og har en anden atmosfærisk sammensætning. Dog bringer det os nærmere at besvare det grundlæggende spørgsmål: Er Jorden unik?

Analysen af ​​K2-18b's atmosfære var baseret på data fra Hubble-rumteleskopet. I denne analyse fandt forskerne også atmosfærisk brint og helium. De mener, at nitrogen og methan muligvis også er til stede, men yderligere undersøgelser er nødvendige for at bekræfte det eller ej. Forskere er også nødt til at finde ud af, hvor overskyet atmosfæren er, og hvor meget vanddamp der er, procentvis. De tror også, det er sandsynligt, at der også er vandskyer i K2-18bs atmosfære og muligvis endda regn . Fra det andet papir:

I betragtning af stjernens relativt lave bestråling er K2-18b s temperatur lav nok til, at den detekterede vanddamp sandsynligvis kan kondensere til dannelse af flydende dråber. Det er derfor muligt, at regn med flydende vand falder ud i midten af ​​atmosfæren af ​​K2-18b.

Medforfatter Giovanna Tinetti sagde:

Vores opdagelse gør K2-18b til et af de mest interessante mål for fremtidig undersøgelse. Over 4.000 exoplaneter er fundet, men vi ved ikke meget om deres sammensætning og natur. Ved at observere en stor prøve af planeter håber vi at afsløre hemmeligheder om deres kemi, dannelse og udvikling.

Som Tsiaras tilføjede:

Denne undersøgelse bidrager til vores forståelse af beboelige verdener ud over vores solsystem og markerer en ny æra i exoplanet-forskning, der er afgørende for i sidste ende at placere Jorden, vores eneste hjem, i det større billede af kosmos.

K2-18b er den første exoplanet i en stjernes beboelige zone, ideelt egnet til atmosfærisk analyse. Billede via Upcosmos.com.

Som jeg nævnte er K2-18b en superjord, en planet større end Jorden, men mindre end Neptun. Den kredser om den røde dværgstjerne K2-18 hver 33 dag og er 110 lysår væk i retning af stjernebilledet Leo Løven. NASAs Kepler-rumteleskop opdagede denne verden i 2015. De faktiske forhold på planetens overflade er stadig ikke kendt, men dens røde dværgstjerne er ret aktiv, hvilket betyder, at planeten er udsat for ultraviolet stråling, som røde dværge er berømte for. Nuværende undersøgelser antyder imidlertid, at K2-18b modtager omtrent den samme mængde stråling fra sin stjerne som Jorden gør fra solen. Det ville være en god ting for muligheden for liv. Der er stadig mange ukendte, når det drejer sig om andre faktorer, der påvirker den mulige beboelsesmulighed for denne verden.

En tidligere undersøgelse sagde, at planeten sandsynligvis enten er en for det meste stenet planet med en lille gasformig atmosfære - som Jorden, men større - eller en for det meste vandplanet med et tykt islag ovenpå. Ifølge Ryan Cloutier er en ph.d. studerende ved Université de Montréal Institute for Exoplanets Research (iREx):

Med de nuværende data kan vi ikke skelne mellem disse to muligheder. Men med James Webb-rumteleskopet kan vi undersøge atmosfæren og se, om det har en omfattende atmosfære, eller det er en planet, der er dækket af vand.

Webb-teleskopet har også evnen til at analysere K2-18b's atmosfære for mulige biosignaturer, i dette tilfælde gasser som ilt eller metan, som ikke kun kan indikere muligheden, men tilstedeværelsen af liv. Det er imidlertid nødvendigt at udelukke falske positive sider, da begge disse gasser også kan oprettes uden liv involveret.

K2-18 har også en anden superjord, K2-18c, men den planet er tættere på stjernen og sandsynligvis ikke i den beboelige zone. Det blev opdaget af Cloutier i 2017.

En tidligere kunstners koncept af K2-18b, der også viser K2-18c og den røde dværgstjerne i baggrunden. Billede via Alex Boersma / iREx.

Kepler og andre teleskoper har fundet eksoplaneter af tusinder i de senere år, og mange af dem er superjord, som K2-18b. Forskere forventer, at mange flere eksoplaneter fortsat vil blive opdaget, hvoraf nogle vil være potentielt beboelige. Som medforfatter Ingo Waldmann bemærkede:

Med så mange nye superjordar, der forventes at blive fundet i løbet af de næste par årtier, er det sandsynligt, at dette er den første opdagelse af mange potentielt beboelige planeter. Dette skyldes ikke kun, at superjordene som K2-18b er de mest almindelige planeter i vores galakse, men også fordi røde dværge - stjerner, der er mindre end vores sol - er de mest almindelige stjerner.

For første gang har forskere, der bruger Hubble, registreret vanddampsignaturer i atmosfæren på en planet ud over vores solsystem, der er bosiddende i den "beboelige zone." For mere information: https://t.co/vUa2NbkbwU pic.twitter.com/ey3uz2ynMk

- Hubble (@NASAHubble) 11. september 2019

Nederste linje: Opdagelsen af ​​vanddamp i atmosfæren i K2-18b er første gang, at der findes vand på en potentielt beboelig superjord-exoplanet.

Kilde: Vanddamp i atmosfæren i den beboelseszone otte jordmasseplanet K2-18 b

Kilde: Vanddamp på eksotlanet K2-18b i beboelig zone

Via UCL News