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 | |
| Półoś wielka | |
| Okres orbitalny | |
| Charakterystyka fizyczna | |
| Masa | |
| Promień | |
| Gęstość |
2,4 ± 0,4 g/cm³[1] |
| Przyspieszenie grawitacyjne |
11,5 ± 1,9 kg/(m•s²) |
| 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
[edytuj | edytuj kod]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[c]. Stosunkowo niska jasność gwiazdy K2‑18 ułatwi obserwowanie atmosfery K2‑18b w przyszłych obserwacjach.
Charakterystyka fizyczna
[edytuj | edytuj kod]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 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[6].
Uwagi
[edytuj | edytuj kod]- ↑ a b NASA w swoim katalogu[11] podaje kilka nieznacznie różniących się danych, wskazując przy tym na publikacje źródłowe, w tym na oszacowaniu pochodzącym z roku 2018 (Sarkis i współpracownicy)[12], w którym wyliczono 32,939623+0,000095−0,000100 dni ziemskich.
- ↑ a b Björn Benneke w swojej pracy[13] porównał temperaturę równowagową 265 K oszacowaną dla K2-18b z temperaturą 257 K obliczoną dla Ziemi (inne źródła podają dla Ziemi 255 K[14]).
- ↑ a b Odległość systemu gwiezdnego K2-18 od Ziemi szacowana była w 2015 roku przez Benjamina Monteta i współpracowników na około 34±4 parseków[10], 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[11], tj. 124,16 ± 0,26 lat świetlnych.
- ↑ 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.
- ↑ Inne, starsze źródła (w tym katalog NASA[11]) podają półoś wielką równą 0,143 ± 0,006 au.
- ↑ 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🜨.
- ↑ Grawitacja panująca na powierzchni planety jest nieznacznie większa (o około 17%) od ziemskiej, szacowana jest[1] na 11,5 ± 1,9 kg/(m•s²).
Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ a b c d e f g h i 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.).
- ↑ a b 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.).
- ↑ Radek Kosarzycki: Woda w atmosferze superziemi K2-18b! . Puls Kosmosu, 2019-09-11. [dostęp 2019-09-13].
- ↑ Pallab Ghosh: Water found for first time on potentially habitable planet. BBC, 2019-09-12. [dostęp 2019-09-12]. (ang.).
- ↑ Michael Greshko: Water found on a potentially life-friendly alien planet. National Geographic, 2019-09-11. [dostęp 2019-09-12]. (ang.).
- ↑ a b c d 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.).
- ↑ a b kw/aw: „Znaleźliśmy wodę”. Odkrycie na odległej super-Ziemi. tvnmeteo, 2019-09-12. [dostęp 2019-09-12]. (pol.).
- ↑ a b 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.).
- ↑ a b 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.).
- ↑ Montet i in. 2015 ↓, s. 5,13.
- ↑ a b c K2-18. [w:] NASA Exoplanet Archive [on-line]. NASA Exoplanet Science Institute. [dostęp 2019-09-12]. (ang.).
- ↑ Sarkis i in. 2018 ↓, s. 11 (Tabela 3).
- ↑ Benneke i in. 2019 ↓, s. 1.
- ↑ Chris Mihos: Equilibrium Temperatures of Planets. Department of Astronomy, Case Western Reserve University. [dostęp 2019-09-13]. (ang.).
Bibliografia
[edytuj | edytuj kod]- Björn Benneke i inni, Water Vapor on the Habitable-Zone Exoplanet K2-18b, „arXiv astro-ph.EP”, 11 września 2019, arXiv:1909.04642 [dostęp 2019-09-12].
- Benjamin T. Montet i inni, Stellar and Planetary Properties of K2 Campaign 1 Candidates and Validation of 17 Planets, Including a Planet Receiving Earth-Like Insolation, „The Astrophysical Journal”, vol.809 (1), 2015, DOI: 10.1088/0004-637X/809/1/25, arXiv:1503.07866 [dostęp 2019-09-12] (ang.).
- Paula Sarkis i inni, The CARMENES Search for Exoplanets around M Dwarfs: A Low-mass Planet in the Temperate Zone of the Nearby K2‑18, „The Astronomical Journal”, 155 (6), 2018, DOI: 10.3847/1538-3881/aac108 [dostęp 2019-09-13] (ang.).