211service.com
Vanndamp har blitt oppdaget på en beboelig soneplanet 110 lysår unna
konseptkunst for K2-18b UCL
Astronomer har oppdaget bevis på vann på en potensielt beboelig planet utenfor solsystemet vårt for første gang.
Funnene viser at planeten K2-18b, som går i bane rundt en rød dvergstjerne 110 lysår fra Jorden og allerede ble antatt å være potensielt beboelig, har vanndamp i atmosfæren.
Det er første gang en slik oppdagelse, rapportert i et par artikler publisert i Natur astronomi og lastet opp til arXiv , er laget for en planet som ligger i den beboelige sonen - baneområdet rundt en stjerne der flytende vann teoretisk kan eksistere på en planets overflate.
Dette er den eneste planeten akkurat nå som vi kjenner til utenfor solsystemet som har riktig temperatur for å støtte vann, har en atmosfære og har vann i seg – noe som gjør denne planeten til den beste kandidaten for beboelighet som vi vet akkurat nå, sier Angelos Tsiaras, en eksoplanetforsker fra University College London og hovedforfatteren av Nature Astronomy-studien.
Mens de to papirene deler den generelle konklusjonen om at K2-18b har vanninnhold, er det ganske mye dagslys mellom tilnærmingene deres, og resultatene deres har forskjellige implikasjoner for den generelle strukturen til selve planeten.
Der de to gruppene er enige er at K2-18b ikke er en annen jord. Eksoplaneten har åtte ganger jordens masse og er dobbelt så stor. Den er ganske nær vertsstjernen (med en omløpsperiode på 33 dager), men denne stjernen er halvparten av størrelsen og temperaturen til solen. K2-18bs eksistens ble bekreftet i 2015, og påfølgende studier antydet at den var steinete og muligens i besittelse av en betydelig gassformig konvolutt eller et hav.
Begge lagene så på Hubble-data for å observere stjernepassasjene til K2-18b mens den gikk i bane rundt vertsstjernen. Når stjernelys beveger seg gjennom en planets atmosfære, blir det spredt av tilstedeværelsen av forskjellige atmosfæriske elementer og forbindelser. Forskere kan analysere denne spredningen for å finne ut hva en planets atmosfære er laget av. Teamet ledet av Björn Benneke, en eksoplanetforsker fra Université de Montréal og hovedforfatter på arXiv-papiret, hadde også tilgang til data fra romteleskopene Kepler og Spitzer.
Resultatet er at Nature Astronomy-artikkelen, som er fagfellevurdert og mer konservativ i sine funn, konkluderer med at det er en betydelig konsentrasjon av vann i K2-18bs atmosfære, selv om forskerne spekulerer i at det kan utgjøre så lite som 0,01 % av atmosfæren eller så mye som 50 %.
Tsiaras og teamet hans tror at planeten sannsynligvis er en steinete superjord i besittelse av en atmosfære som enten er veldig vanndominerende, tungt blandet med en gjennomsiktig gass som nitrogen, eller har betydelig skydannelse. Atmosfærisk vann kan være et tegn på flytende vann på overflaten (som kanskje kan være fullstendig dekket av et hav), men det er foreløpig uklart.
I mellomtiden kommer Benneke og teamet hans hardt ned på konklusjonen at K2-18b har skyer laget av vann – mange av dem. De foreslår også en mye mer eksotisk versjon av planeten. Modellen deres, som inkluderer Kepler- og Spitzer-dataene, antyder at K2-18b er en mini-Neptun som består av en liten isete eller steinete kjerne pakket inn i en gassformig konvolutt. Innenfor visse lag av atmosfæren er vanndampen i stand til å kondensere til væskedråper. Fra et astrobiologisk synspunkt er det mye viktigere, sier Benneke. Det er tilstedeværelsen av flytende vann - ikke damp - som lar de biokjemiske prosessene i livet finne sted. K2-18b kan være hjemsted for mikroskopisk liv som flyter gjennom gasslaget og lever av kondenserte vanndråper i skyene.
Begge papirene er påvirket av begrensningene til dagens teknologi. Faktisk er Hubble noe av en antikk i disse dager. Kameraene var egentlig ikke ment for denne typen studier, og det er bare så mye programvare som kan gjøre i post-observasjonsanalyse for å modellere en atmosfære 110 lysår unna.
Kepler og Spitzer gir et bredere spekter av observasjoner (derav arXiv-papirets skyformasjonsmodeller), men de er mindre presise enn Hubble. Vi har fortsatt ingen anelse om temperaturene på planeten (Tsiaras sitt lag har et område mellom -100 og 116 °F, eller -73 og 47 °C), hvor nøyaktig vanndampen befinner seg i atmosfæren, hvilke andre forbindelser kan finnes i atmosfæren, enten det er en tidevannslåst planet, eller andre egenskaper som kan tegne et skarpere bilde av hvor beboelig K2-18b kan være.
Bakkebaserte teleskoper kan kanskje gjøre noen nyttige observasjoner, men det er faktisk veldig vanskelig å observere en atmosfære med vann gjennom en atmosfære med vann. Noen teleskoper, som Ekstremt stort teleskop i det nordlige Chile og Tretti meter teleskop på Hawaii, kan ha litt flaks med å studere K2-18b, men ingen av dem vil være operative før siste halvdel av det neste tiåret.
Så i stedet er det beste vi kan gjøre å gjøre oppfølgingsobservasjoner med to etterfølgere til Hubble: James Webb Space Telescope , som skal lanseres i bane i 2021, men har blitt gjentatte ganger forsinket, og European Space Agencys ARIEL-romteleskop , planlagt skal lanseres i 2029. Begge vil være i stand til å gjøre observasjoner mer presise og bredere over det elektromagnetiske spekteret, og identifisere flere typer molekyler i atmosfæren, som karbondioksid, metan eller ammoniakk. Disse teleskopene vil også hjelpe oss å oppnå en mye mer konkret følelse av vanninnholdet og strukturen til K2-18b – om planeten viser seg å være en superjord eller en mini-Neptun.
Det faktum at vi fortsatt kan bruke Hubble til å gjøre nyskapende vitenskap som dette er helt forbløffende, sier Ryan Cloutier ved Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics, som ikke var involvert i noen av studiene. Likevel vil et instrument som JWST gi en forbedring i størrelsesorden i målepresisjon i forhold til Hubble, sier han, noe som gjør det mye lettere å gjøre detaljerte studier av noen av 55 eksoplaneter i beboelig sone .
Det er viktig å merke seg at K2-18b-signalene er langt fra lufttette. Denne typen studier er alltid vanskelig, sier Cloutier. Tidligere har noen signaler i hovedsak 'forsvunnet' etter videre analyse eller etter en uavhengig analyse av et annet forskerteam.
Likevel er det sjelden å skimte bevis på vann i en annen planets atmosfære, og det alene burde bidra til å vekke nok interesse for å holde denne typen studier i gang når det neste tiårets teknologier går online.