Astronomer som bruker romteleskopet Hubble, har oppdaget vann i atmosfæren til en eksoplanett i stjernens beboelige sone. Hvis det blir bekreftet, vil det være første gang vi har oppdaget vann - en viktig ingrediens for livet slik vi kjenner det - på en exoplanet. Vannet ble oppdaget som damp i atmosfæren, men planetens temperatur betyr at det kunne holde flytende vann på overflaten, hvis det er steinete.
Planeten kalles K2-18b, og den er omtrent 110 lysår unna. Planeten er mye annerledes enn Jorden. Det er en Super-Earth, og den er dobbelt så stor som Jorden, og omtrent 8 ganger så massiv. K2-18b går i bane rundt en rød dvergstjerne, og den ble først oppdaget i 2015 av Kepler romteleskop.
"Det er utrolig spennende å finne vann i en potensiell annen verden enn Jorden."
Dr. Angelos Tsiaras (UCL Center for Space Exochemistry Data, CSED)
Astronomer ved Centre for Space Exochemistry Data ved University College London i Storbritannia gjorde funnet i data fra Hubble Space Telescope's Wide Field Camera 3. Resultatene deres er i et papir med tittelen “Vanndamp i atmosfæren i beboelsesområdet åtte-jordmasseplaneten K2-18 b ”publisert i Nature Astronomy. Oppdagelsen er basert på den spektroskopiske signaturen til vann i eksoplanettets atmosfære.
I en pressemelding sa førsteforfatter Dr. Angelos Tsiaras (UCL Center for Space Exochemistry Data, CSED): “Å finne vann på en potensiell beboelig annen verden enn Jorden er utrolig spennende. K2-18b er ikke ‘Earth 2.0’, da den er betydelig tyngre og har en annen atmosfærisk sammensetning. Imidlertid bringer det oss nærmere å svare på det grunnleggende spørsmålet: Er jorden unik? ”
Teamet bak oppdagelsen utviklet algoritmer og kjørte arkiverte Hubble-data fra 2016 og 2017 gjennom dem. De analyserte stjernelys fra den røde dvergstjernen da den passerte gjennom eksoplanettets atmosfære. De oppdaget molekylsignaturen til vann, samt hydrogen og helium.
Disse resultatene er ennå ikke bekreftet, men hvis og når de er, er implikasjonene spennende. Forskere tror at superjordene som denne er den vanligste planetenstype i Melkeveien. Og røde dvergstjerner som K2-18b-bane er den vanligste typen stjerne. De er også de kuleste og mest levende, sammen med å være de minste. Dette indikerer at det potensielt kan være mange flere eksoplaneter som ligner på denne.
Kepler oppdaget hundrevis av Super-Earths, som er planeter med masser mellom Jorden og Neptun, og NASAs TESS forventes å finne hundrevis mer. I følge medforfatteren av denne nye artikkelen, Dr. Ingo Waldmann, er dette en god ide for å finne potensielle beboelige eksoplaneter.
I en pressemelding sa Dr. Waldmann: "Med så mange nye superjordene som forventes å bli funnet i løpet av de neste tiårene, er det sannsynlig at dette er den første oppdagelsen av mange potensielt beboelige planeter. Dette er ikke bare fordi superjordene som K2-18b er de vanligste planetene i Melkeveien vår, men også fordi røde dverger - stjerner mindre enn solen vår - er de vanligste stjernene. ”
Planeten har et veldig kort år. Det tar bare 33 dager å fullføre en bane. Forskerne tror at K2-18b enten er en steinete planet, eller en isete. Hvis det er isete, kan det ha en stor mengde vann i det indre. Men dette er bare foreløpige resultater.
"Denne studien bidrar til vår forståelse av beboelige verdener utenfor vårt solsystem og markerer en ny epoke i eksoplanettforskning ..."
DR. ANGELOS TSIARAS (UCL SENTRUM FOR RUM EXOCHEMISTRY DATA, CSED)
I følge forfatterne kan atmosfæren også inneholde nitrogen og metan, to kjemikalier assosiert med liv. Men dessverre klarte de ikke å oppdage dem. Det må vente på ytterligere studier, som også lar dem estimere skydekke og prosentandelen vann i atmosfæren.
K2-12b er virkelig nær stjernen, men fordi røde dverger ikke er så energiske som vår sol, mottar eksoplaneten omtrent like mye energi som Jorden gjør fra solen vår. Astronomenes beregninger viser at temperaturen er lik Jordens: Et sted i området fra -72 Celsius til 47 Celsius (-99 grader til 116 F.)
Dette er spennende resultater, men utsiktene for liv på denne eksoplaneten er ikke store. Selv om planeten selv befinner seg i stjernens beboelige sone, er stjernen den går i bane kanskje ikke veldig gjestfri. Røde dverger kan avgi mange fakler, og all den energien kan begrense potensialet for liv alvorlig.
At K2-12b i det hele tatt har en atmosfære er derimot spennende, spesielt siden den inneholder mye hydrogen. En atmosfære kan beskytte en planet mot en stjerners stråling, akkurat som Jordens gjør. Hvis planetens atmosfære er dominert av hydrogen, som er veldig lett og lett spredt av stjernestråling, er det en indikasjon på at K2-12b på noen måter kan være beskyttet, selv om den går i bane rundt en rød dverg.
Størrelsen på K2-12b, og andre Super-Earths, er også en faktor til fordel for brukbarhet. "Vann kan holde seg ganske lenge fordi superjordene kan beholde atmosfæren i lengre tid, fordi de har en større tyngdekraft," sa Giovanna Tinetti, en fysiker som var medforfatter av papiret, i en presseoppfordring.
"Denne studien bidrar til vår forståelse av beboelige verdener utenfor solsystemet vårt og markerer en ny tid i eksoplanettforskning, som er avgjørende for å til slutt plassere jorden, vårt eneste hjem, i det større bildet av kosmos," sa dr. Tsiaras.
Denne oppdagelsen trenger oppfølgingsobservasjoner for å bekrefte det. Vi trenger også bedre teleskoper for å studere atmosfæren mer detaljert, og atmosfærene til andre eksoplaneter. To teleskoper i horisonten vil takle den jobben. James Webb romteleskopet vil ha den sterke evnen til å undersøke atmosfærene til eksoplaneter, som virkelig er det neste trinnet i å forstå alle eksoplanettene som er funnet av Kepler, og som vil bli funnet av TESS.
ESAs ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey) -oppdrag lanseres i 2028 og vil studere atmosfærene til rundt 1000 eksoplaneter i detalj. ARIEL, sammen med JWST, vil gi oss en mye bedre forståelse av K2-12b og eksoplaneter som den.
Professor Giovanna Tinetti (UCL CSED), medforfatter og hovedetterforsker for ARIEL, sa: “Oppdagelsen vår gjør K2-18b til et av de mest interessante målene for fremtidig studie. Over 4000 eksoplaneter er blitt oppdaget, men vi vet ikke mye om sammensetningen og arten deres. Ved å observere et stort utvalg av planeter, håper vi å avsløre hemmeligheter om deres kjemi, dannelse og evolusjon. "
"Å faktisk forstå hvordan uvanen utvikler seg i en hydrogenrik atmosfære kommer til å bli et veldig intenst studium de neste ti årene," sa Waldmann.
Mer:
- Forskningsartikkel: Vanndamp i atmosfæren til den beboelige sonen åtte-jordmasseplaneten K2-18 b
- NASAs pressemelding: NASAs Hubble finner vanndamp på eksosplanet Habitable-Zone for første gang
- Hubble Pressemelding: Hubble finner vanndamp på eksosplanet for Habitable-Zone for første gang
