K2-18b

K2-18 b , de asemenea EPIC 201912552 b  este o exoplanetă în jurul piticii roșii K2-18 . Situată la o distanță de aproximativ 111 ani lumină de Pământ , planeta orbitează o stea în 33 de zile și conține apă în atmosferă. Clasificat ca un super-Pământ [7] după masă, dar o densitate medie prea mică sugerează că această planetă este un mini- Neptun [3] .

În 2019, două studii științifice independente, care combină date de la telescoapele spațiale Kepler , Spitzer și Hubble , au concluzionat că există o cantitate semnificativă de vapori de apă în atmosfera K2-18 b, marcând primul eveniment pentru o exoplanetă în zona locuibilă. [7] [8] [9] .

Descoperire

K2-18 b a fost identificat ca parte a programului telescopului spațial Kepler, una dintre cele peste 1200 de exoplanete descoperite în timpul misiunii a doua lumină, K2 [10] . Descoperirea lui K2-18 b a fost făcută în 2015, orbitând o stea pitică roșie (cunoscută în prezent ca K2-18) de tip spectral stelar M2.8, la o distanță de aproximativ 124 de ani lumină de Pământ. Planeta a fost descoperită ca urmare a unei modificări a curbei luminii a stelei cauzată de trecerea planetei în fața stelei văzută de pe Pământ [3] [11] [12] . Planeta a fost desemnată „K2-18 b” deoarece a fost a optsprezecea planetă descoperită în timpul misiunii K2. Contrastul relativ scăzut prezis între planetă și steaua gazdă va facilita observarea atmosferei lui K2-18 b în viitor [11] . Studiile spectroscopice din 2019 au arătat prezența vaporilor de apă în atmosfera planetei. Aceste observații corespund cel mai probabil modelului unei atmosfere de heliu-hidrogen cu nori de apă [13] .

În 2017, datele telescopului spațial Spitzer au confirmat că K2-18b orbitează în zona locuibilă din jurul stelei K2-18, cu o perioadă de 33 de zile suficient de scurtă pentru a permite observarea multor cicluri orbitale K2-18b și au îmbunătățit semnificația statistică a semnalului. Acest lucru a condus la un interes larg răspândit și la observarea continuă a K2-18b [14] .

Studii mai recente despre K2-18 b folosind Căutarea de planete radiale de înaltă precizie (HARPS) și Căutarea piticului M de înaltă rezoluție Calar Alto de către Exoearths cu Spectrografele Echelle Near Infrared and Optical Spectrographs (CARMENES) au identificat, de asemenea, o a doua exoplanetă probabilă, K2-18 . cu , cu o masă estimată de 5,62 ± 0,84 M⊕ pe o orbită mai strânsă de 9 zile [3] , dar această planetă suplimentară nu a fost încă confirmată și poate fi cauzată în schimb de activitatea stelară [1] .

Locație

Coordonatele lui K2-18 în Sistemul Internațional de Referință Ceresc  sunt ascensiunea dreaptă 11 h  30 m  14.518 s , declinație +07° 35′ 18.257″. Acest punct se află în constelația Leului , dar în afara asterismului său de leu [15] . Când a fost detectată pentru prima dată, distanța K2-18 față de Pământ a fost estimată la 110 ani lumină (34 pc) [11] . Cu toate acestea, date mai precise de la Gaia (Proiectul de cartografiere a stelelor) au arătat că K2-18 se află la o distanță de 124,02 ± 0,26 ani lumină (38,025 ± 0,079 pc). Această măsurare îmbunătățită a distanței a ajutat la rafinarea proprietăților sistemului exoplanetar [3] .

Caracteristici fizice

K2-18 b orbitează în jurul stelei K2-18 la o distanță de aproximativ 0,1429 UA. (21,38 milioane km), care se află în zona locuibilă a unei pitici roșii, 0,12-0,25 UA. (18-37 milioane km) [9] . Exoplaneta are o perioadă orbitală de aproximativ 33 de zile [14] , ceea ce sugerează că este mereu în fața cu steaua de aceeași parte [16] . Temperatura de echilibru a planetei este estimată la aproximativ 265 ± 5 K (-8 ± 5 °C) [3] , ea primește cu 5% mai multă lumină decât Pământul [2] . Se estimează că K2-18 b are o rază de 2,71 ± 0,07 R ⊕ și o masă de 8,63 ± 1,35 M ⊕ , pe baza analizei cu instrumentele HARPS și CARMENES [3] . Cercetătorii au descoperit că densitatea medie a planetei este de 2,4 ± 0,4 g/cm³. Cel mai probabil este alcătuit în mare parte din apă și are o atmosferă groasă de hidrogen-heliu [2] , ceea ce îl face un minineptun . Conform spectrelor obținute de două echipe de cercetare, planeta este înconjurată de o atmosferă formată în principal din hidrogen și heliu [4] [17] .

• Concepția artistică a sistemului stelar K2-18

• Diagrama sistemului planetar K2-18, care arată orbitele lui K2-18 b și candidatul neconfirmat K2-18 c și habitatul stelei

Descoperirea apei

În cursul unor studii ulterioare cu ajutorul telescopului spațial Hubble , rezultatele observațiilor lui Kepler și Spitzer au fost confirmate și a fost efectuat un studiu suplimentar al atmosferei planetei. Două analize separate ale datelor Hubble au fost publicate în 2019, conduse de cercetători de la Universitatea din Montreal și University College London (UCL). Ambii au examinat spectrele luminii stelare care trece prin atmosfera planetei în timpul tranzitelor și au descoperit că K2-18 b are o atmosferă de heliu-hidrogen cu o concentrație mare de vapori de apă de 20% până la 50%, suficient de mare pentru a forma nori [8] [9] [18] . Studiul condus de UCL a fost publicat pe 11 septembrie 2019 în revista Nature Astronomy ; studiul, realizat de Universitatea din Montreal și încă nerevizuit de colegi, a fost publicat cu o zi mai devreme pe serverul de preprint arXiv.org [16] . Analiza de grup condusă de UCL a găsit apă cu o semnificație statistică de 3,6 abateri standard, echivalent cu un nivel de încredere de 99,97% [9] .

A fost primul super-Pământ din zona locuibilă cu o atmosferă detectată [9] și prima descoperire de apă pe o exoplanetă în zona locuibilă [7] [8] . Apa a fost detectată anterior în atmosferele exoplanetelor nerezidențiale precum HD 209458 b , XO-1 b , WASP-12 b , WASP-17 b și WASP-19 b [19] [20] [21] .

Astronomii au subliniat că descoperirea apei în atmosfera lui K2-18 b nu înseamnă că planeta poate susține viață sau chiar poate fi locuibilă, deoarece probabil îi lipsește o suprafață solidă sau o atmosferă care să poată susține viața. Cu toate acestea, prezența apei în zona locuibilă a unei exoplanete ajută la înțelegerea modului în care se formează planetele [7] . K2-18 b este de așteptat să fie observat de telescopul spațial James Webb , care urmează să fie lansat în 2021, și de telescopul spațial ARIEL , care urmează să fie lansat în 2028. Ambele vor purta instrumente menite să determine compoziția atmosferelor exoplanetelor [8] .

Analiză ulterioară

În februarie 2020, o echipă de astrofizicieni Cambridge din Marea Britanie a modelat structura internă a K2-18 b din datele disponibile. În timpul analizei, a devenit clar că condițiile de viață pe ea sunt foarte puțin probabile [22] [23] .

Note

1. ↑ 1 2 Sarkis, Paula; Henning, Thomas; Kurster, Martin; Trifonov, Trifon; Zechmeister, Mathias; Tal-Or, Lev; Anglada-Escude, Guillem; Hatzes, Artie P.; Lafarga, Marina; Dreizler, Stefan; Ribas, Ignasi; Caballero, José A.; Reiners, Ansgar; Mallonn, Matthias; Morales, Juan C.; Kaminski, Adrian; Aceituno, Jesús; Amado, Pedro J.; Bejar, Victor J.S.; Hagen, Hans-Jurgen; Jeffers, Sandra; Quirrenbach, Andreas; Launhardt, Ralf; Marvin, Christopher; Montes, David. Căutarea CARMENES de exoplanete în jurul M Dwarfs: O planetă de masă mică în zona temperată a K2-18 din apropiere  //  The Astronomical Journal  : jurnal. - Editura IOP , 2018. - Vol. 155 , nr. 6 . — P. 257 . - doi : 10.3847/1538-3881/aac108 . — Cod biblic . - arXiv : 1805.00830 .
2. ↑ 1 2 3 4 Confirmarea vitezei radiale super-Pământ K2-18c cu HARPS și CARMENES . A&A 621, A49 (2019) . Preluat la 7 ianuarie 2019. Arhivat din original pe 16 februarie 2020. (nedefinit)
3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Cloutier, R.; Astudillo-Defru, N.; Doyon, R.; Bonfils, X.; Almenara, J.-M.; Bouchy, F.; Delfosse, X.; Forveille, T.; Lovis, C.; Primar6, M.; Menou1, K.; Murgas, F.; Pepe, F.; Santos, N.C.; Udry, S.; Wünsche, A. Confirmarea vitezei radiale super-Pământ K2-18c cu HARPS și CARMENES  //  Astronomy and Astrophysics  : journal. - 2019. - 7 ianuarie ( vol. 621 ). — P. A49 . - doi : 10.1051/0004-6361/201833995 . — Cod biblic . — arXiv : 1810,04731 .
4. ↑ 1 2 Cloutier, R.; Astudillo-Defru, N.; Doyon, R.; Bonfils, X.; Almenara, J.-M.; Benneke, B.; Bouchy, F.; Delfosse, X.; Ehrenreich, D.; Forveille, T.; Lovis, C.; Primar, M.; Menou, K.; Murgas, F.; Pepe, F.; Rowe, J.; Santos, N.C.; Udry, S.; Wünsche, A. Caracterizarea sistemului multiplanetar K2-18 cu HARPS. O zonă locuibilă super-Pământ și descoperirea unui al doilea super-Pământ cald pe o orbită non-coplanară  // Astronomie și Astrofizică  : jurnal  . - 2017. - Vol. 608 , nr. 35 . — P. A35 . - doi : 10.1051/0004-6361/201731558 . — Cod biblic . - arXiv : 1707.04292 . Arhivat din original pe 12 august 2018.
5. ↑ 1 2 Encyclopedia of Extrasolar Planets  (engleză) - 1995.
6. ↑ Sarkis P. , Henning T., Kürster M., Trifonov T., Zechmeister M., Tal-Or L. , Hatzes A. P., Lafarga M., Dreizler S., Ribas I. et al. Căutarea CARMENES de exoplanete în jurul M Dwarfs: O planetă de masă mică în zona temperată a K2-18 din apropiere  // Astron . J. / J. G. III , E. Vishniac - NYC : IOP Publishing , American Astronomical Society , University of Chicago Press , AIP , 2018. - Vol. 155, Iss. 6. - P. 257. - ISSN 0004-6256 ; 1538-3881 - doi:10.3847/1538-3881/AAC108 - arXiv:1805.00830
7. ↑ 1 2 3 4 Ghosh, Pallab Water găsită pentru prima dată pe o planetă „potențial locuibilă” . BBC News (12 septembrie 2019). Preluat la 13 septembrie 2019. Arhivat din original la 12 septembrie 2019. (nedefinit)
8. ↑ 1 2 3 4 Greshko, Michael Water găsit pe o planetă extraterestră care poate fi prietenoasă cu viața . National Geographic (11 septembrie 2019). Preluat la 11 septembrie 2019. Arhivat din original la 11 septembrie 2019. (nedefinit)
9. ↑ 1 2 3 4 5 Tsiaras, Angelos; Waldmann, Ingo P.; Tinetti, Giovanna; Tennyson, Jonathan; Yurchenko, Sergey N. Vaporii de apă în atmosfera planetei cu masa pământească de opt zone locuibile K2-18 b  //  Natura Astronomie : jurnal. - 2019. - 11 septembrie. - P. 1-6 . - doi : 10.1038/s41550-019-0878-9 . — Cod . - arXiv : 1909.05218 . Arhivat din original pe 13 septembrie 2019.
10. ↑ NASA (10 mai 2016). Misiunea Kepler a NASA anunță cea mai mare colecție de planete descoperită vreodată . Comunicat de presă . Arhivat din original la 13 aprilie 2019. Preluat 2019-09-19 .
11. ↑ 1 2 3 Montet, Benjamin T.; Morton, Timothy D.; Foreman-Mackey, Daniel; Johnson, John Asher; Hogg, David W.; Bowler, Brendan P.; Latham, David W.; Bieryla, Allyson; Mann, Andrew W. Proprietățile stelare și planetare ale campaniei K2 1 Candidați și validarea a 17 planete, inclusiv o planetă care primește insolație asemănătoare Pământului  //  The Astrophysical Journal  : journal. - Editura IOP , 2015. - 5 august ( vol. 809 , nr. 1 ). — P. 25 . - doi : 10.1088/0004-637X/809/1/25 . — Cod biblic . - arXiv : 1503.07866 .
12. ↑ Foreman-Mackey, Daniel; Montet, Benjamin T.; Hogg, David W.; Morton, Timothy D.; Wang, Dun; Schoelkopf, Bernard. O căutare sistematică a planetelor în tranzit în datele K2  //  The Astrophysical Journal  : journal. - Editura IOP , 2015. - 18 iunie ( vol. 806 , nr. 2 ). — P. 215 . - doi : 10.1088/0004-637x/806/2/215 . - Cod biblic . - arXiv : 1502.04715 .
13. ↑ Benneke, Björn; Wong, Ian; Piaulet, Caroline; Knutson, Heather A.; Crossfield, Ian JM; Lothringer, Iosua; Morley, Caroline V.; Gao, Petru; et al. (2019), Water Vapor on the Habitable-Zone Exoplanet K2-18b, arΧiv : 1909.04642 [astro-ph.EP]. 
14. ↑ 1 2 Benneke, Björn; Werner, Michael; Petigura, Eric; Knutson, Heather; Dressing, Courtney; Crossfield, Ian JM; Schlieder, Joshua E.; Livingston, John; Beichman, Charles; Christiansen, Jessie; Krick, Jessica; Gorjian, Varoujan; Howard, Andrew W.; Sinukoff, Evan; Ciardi6, David R.; Akeson, Rachel L. Spitzer Observațiile confirmă și salvează supra-pământul K2-18b din zona locuibilă pentru caracterizarea viitoare  //  The Astrophysical Journal  : journal. - Editura IOP , 2017. - 12 ianuarie ( vol. 834 , nr. 2 ). — P. 187 . - doi : 10.3847/1538-4357/834/2/187 . - Cod biblic . - arXiv : 1610.07249 .
15. ↑ K2-18 -- Steaua cu mișcare adecvată ridicată . SIMBAD . Preluat la 12 septembrie 2019. Arhivat din original la 22 septembrie 2019. (nedefinit)
16. ↑ 12 Wall, Mike . Găsirea vaporilor de apă de pe exoplaneta „habitabilă” K2-18 b este incitantă – dar nu este Pământ geamăn. , Space.com  (11 septembrie 2019). Arhivat 14 mai 2020. Recuperat la 13 septembrie 2019.  „Tsiaras și colegii săi și-au publicat rezultatele astăzi (11 septembrie) în revista Nature Astronomy. Cealaltă echipă de cercetare, condusă de Björn Benneke de la Universitatea din Montréal, și-a postat lucrarea pe site-ul online de preprint arXiv.org marți. Studiul lui Benneke et al. nu a fost încă evaluat de către colegi.
17. ↑ Vaporii de apă în atmosfera mini-neptunului K2-18 b . Consultat la 16 septembrie 2019. Arhivat din original la 29 aprilie 2014. (nedefinit)
18. ↑ Grossman, Lisa . Aceasta poate fi prima exoplanetă cunoscută cu ploaie și nori de picături de apă , ScienceNews  (11 septembrie 2019). Arhivat 14 mai 2020. Preluat la 13 septembrie 2019.
19. ↑ Hubble urmărește semnale subtile de apă pe Lumi încețoșate . NASA (3 decembrie 2013). Preluat la 4 decembrie 2013. Arhivat din original la 30 august 2019. (nedefinit)
20. ↑ Deming, D.; Wilkins, A.; McCullough, P.; Burrows, A.; Fortney, JJ; Agol, E.; Dobbs-Dixon, I.; Madhusudhan, N.; Crouzet, N.; Desert, JM; Gilliland, R.L.; Haynes, K.; Knutson, H.A.; Line, M.; Magie, Z.; Mandell, A. M.; Ranjan, S.; Charbonneau, D.; Clampin, M.; Seager, S.; Showman, AP Spectroscopie de transmisie în infraroșu a exoplanetelor HD 209458b și XO-1b utilizând camera cu câmp larg-3 de pe telescopul spațial Hubble  //  The Astrophysical Journal  : jurnal. - Editura IOP , 2013. - Vol. 774 , nr. 2 . — P. 95 . - doi : 10.1088/0004-637X/774/2/95 . — Cod biblic . - arXiv : 1302.1141 .
21. ↑ Mandell, A.M.; Haynes, K.; Sinukoff, E.; Madhusudhan, N.; Burrows, A.; Deming, D. Spectroscopie de tranzit exoplanetă folosind WFC3: WASP-12 b, WASP-17 b și WASP-19 b  //  The Astrophysical Journal  : jurnal. - Editura IOP , 2013. - Vol. 779 , nr. 2 . — P. 128 . - doi : 10.1088/0004-637X/779/2/128 . — Cod biblic . - arXiv : 1310.2949 .
22. ↑ Interiorul și atmosfera exoplanetei K2-18b din zona locuibilă . Preluat la 3 martie 2020. Arhivat din original la 3 martie 2020. (nedefinit)
23. ↑ Planeta nelocuită K2-18b . Consultat la 19 septembrie 2019. Arhivat din original la 29 aprilie 2014. (nedefinit)

Link -uri

• Vaporii de apă - și poate chiar ploaia - găsiți pe o lume îndepărtată de două ori mai mare decât  Pământul