Je K2-18b opravdu obyvatelnou super-zemí?

Umělecké pojetí K2-18b, jakož i další planety v tomto systému, K2-18c, v pozadí s mateřskou hvězdou, červeným trpaslíkem. Obrázek přes Alex Boersma / iREx.

Před pár dny EarthSky hlásil, že poprvé byla v atmosféře potenciálně obývatelné exoplanety Země objevena vodní pára. V naší zprávě jsme nebyli sami. Jak se dalo očekávat, nález získal velkou pozornost médií. Ukazuje se však, že příběh nemusí být úplně první a byl do určité míry špatně charakterizován.

Objev byl nastíněn ve dvou různých dokumentech, z nichž první byl zveřejněn v arXiv 10. září 2019 a druhý v recenzovaném časopise Nature Astronomy 11. září 2019.

Články podrobně popisují nález vodní páry v atmosféře K2-18b, exoplanety v obyvatelné zóně její hvězdy - kde teploty mohou umožnit existenci kapalné vody - 110 světelných let od Země. Je přesné, že je to poprvé, kdy byla vodní pára identifikována v atmosféře menšího exoplanetu (plynného obra) v obyvatelné zóně své hvězdy, ale brzy po oznámení mnoho planetárních vědců kritizovalo, jak byl objev objeven. pokryté v médiích a sociálních médiích.

Samotná detekce vodních par je potvrzena, ale existuje spousta debat o tom, jaký druh planety K2-18b ve skutečnosti je a jak může být (nebo ne) obyvatelná.

Pojetí super-země K2-18b od jiného umělce. Vědci zjistili vodní atmosféru ve své atmosféře, ale je to obyvatelné? Většina vědců tvrdí, že je to nepravděpodobné. Obrázek prostřednictvím ESA / Hubble, M. Kornmesser / UCL News.

Někteří vědci, včetně časopisu Nature Astronomy, označili planetu jako super-Zemi. Super-Země je větší než Země, ale menší než Neptun - obvykle až do maxima dvojnásobku velikosti Země - a mnoho z nich již bylo objeveno. Většina z nich je považována za skalnatou, jako je Země, ale existuje přechodový bod - počínaje asi 1, 6 až 2krát poloměrem Země - kde se planeta může stát obřím plynem nebo mini-Neptun, jak se obvykle říká. Jsou větší než super-Země, ale stále menší než Neptun. Většina vědců nyní považuje K2-18b za mini-Neptun, ne za super-Zemi, s hlubokou atmosférou vodíku a / nebo helia a možná vůbec bez pevného povrchu.

K2-18b má poloměr asi 2, 7krát větší než Země a hmotnost asi devětkrát větší než Země. Zatímco někteří vědci by to stále považovali za možnou super-Zemi, zdá se, že většina by ji klasifikovala jako mini-Neptun. To vše může být trochu matoucí.

Studie z roku 2017 dříve souvisela s tím, že K2-18b může být buď velký a skalnatý nebo pokrytý vodou a / nebo ledem. Ale tato studie nezohledňovala atmosférická omezení, pouze hmotnost a poloměr. Jako vědec z exoplanety mi Erin May na Twitteru řekl:

Můj PhD se částečně zaměřil na rozlišení mezi těmito třídami planet. Mnoho studií ukazuje, že je velmi obtížné vytvořit planetu> než 2 poloměry Země bez velké atmosféry. Samotná hmota a poloměr (hustota) zde ve skutečnosti nejsou příliš užitečné. “Rád bych také zdůraznil, že z samotné hmoty a poloměru by tato planeta neměla být nikdy považována za super Zemi. Myslím, že existuje tendence tento termín obcházet, protože je to více „vzrušující“, ale my jako astronomové musíme udržovat naši terminologii rovnou.

N stor Espinoza, astronom z Astronomického institutu Maxa Plancka (MPIA), mi také řekl:

Pokud věříte funkci vody, musíte věřit, že je to atmosféra ovládaná H / On, takže ano. A zdroj, který citujete, není „zastaralý“ - v té době jsme prostě neměli atmosférická omezení, pouze hmotnost a poloměr. “Také: samotná skutečnost, že vidíme vodní prvek *, naznačuje * a H / ovládá atmosféru . Neexistuje žádný způsob, jak to obejít.

Zde je dobré vlákno na Twitteru od Jessie Christiansenové, výzkumné pracovnice NASA Exoplanet Science Institute (NExScI):

Chlapi. Dvě nezávislá oznámení dnes o stejné věci: Našli jsme vodní páru v atmosféře planety zvané K2-18 b!

ALE POČKEJ?

CO TO ZNAMENÁ?

- Dr. Jessie Christiansen (@aussiastronomer) 11. září 2019

Také od zpravodajky přírody Alexandry Witze:

Dnešní zprávy o K2-18b, malé planetě 110 světelných let od Země. Hubble ve své atmosféře spatřil vodní páru a možná i mraky. https://t.co/3alGmHq9wS

- Alexandra Witze (@alexwitze) 11. září 2019

Planeta je spíš mini-Neptun než super-Země: má hustou vodíkovou atmosféru a pokud chcete najít vodu, musíte jít balónem. Práce však posouvá hranice porozumění těmto mimozemským světům a jak podobné (nebo na rozdíl od) Země mohou být.

- Alexandra Witze (@alexwitze) 11. září 2019

A další vlákno, od Marina Koren v Atlantiku :

1 / Vlákno o velkých exoplanetových zprávách, které byly dnes ohlášeny, což pro mě bylo naprosto upřímné, bylo pro mě náročné analyzovat a podávat zprávy .. https://t.co/J1rstNGrpR

- Marina Koren (@marinakoren) 11. září 2019

A co obyvatelnost? Protože planeta je - podle většiny vědců - považována za mini-Neptun, toto významně snižuje šance. Samotná vodní pára, nebo dokonce déšť (jak je v atmosféře této planety stále považováno za možné), je skvělá, ale život, jak víme, vyžaduje chemický živiny a útvary tekuté vody kamenitý povrch / interiér. Ve skutečnosti mohou existovat planety se životními formami pouze v plynné atmosféře, ale alespoň pro pozemský život by se zdálo, že K2-18b je pro tento účel nevhodný.

Tam bylo hodně debaty o zda K2-18b je super-Země nebo mini-Neptun. Většina vědců nyní souhlasí s tím, že se jedná o mini-Neptun, což činí obyvatelnost mnohem méně pravděpodobnou. Obrázek přes Patterson Clark / Washington Post / Quora.

Nalezení důkazů pro vodní páru na vzdáleném exoplanetu v obytné zóně hvězdy je vzrušující, ale samo o sobě není důkazem obývatelnosti. Je třeba zvážit mnoho faktorů, včetně složení planety a její atmosféry. K2-18b je však dosud nejmenší exoplaneta, která má ve své atmosféře vodní páry, což je dobré znamení: podporuje názor vědců, že budou nalezeny i menší planety s vodní párou nebo kapalnou vodou, světy, které jsou více podobné Zemi, pokud jde o velikost i složení. Připravované vesmírné dalekohledy, jako je James Webb Space Telescope (JWST), budou moci studovat atmosféru planet, jako je tato, a menší, podrobněji než kdykoli předtím, a dokonce hledat biosignatury, které by mohly být důkazem života.

Sečteno a podtrženo: Exoplanet K2-18b má ve své atmosféře vodní páry, ale samotná planeta je pravděpodobně velmi podobná Zemi.

Zdroj: Vodní pára v atmosféře osmihmotné planety Země s osmi hmotami Země K2-18 b

Zdroj: vodní pára na exoplanetu K2-18b obyvatelné zóny

Prostřednictvím zpráv UCL