Molekule koje sadrže ugljenik otkrio je u atmosferi egzoplanete K2-18 b zone pogodne za stanovanje od strane međunarodnog tima astronoma koristeći podatke NASA-inog svemirskog teleskopa Džejms Veb. Ovi rezultati su u skladu sa egzoplanetom koja može da sadrži površinu prekrivenu okeanom ispod atmosfere bogate vodonikom. Ovo otkriće pruža fascinantan uvid u planetu koja nije nalik bilo čemu drugom u našem solarnom sistemu, i otvara zanimljive izglede o potencijalno nastanjivim svetovima na drugim mestima u univerzumu.
Novo istraživanje sa NASA-inim svemirskim teleskopom Džejms Veb o K2-18 b, egzoplaneti 8,6 puta masivnije od Zemlje, otkrilo je prisustvo molekula koji nose ugljenik, uključujući metan i ugljen-dioksid. Vebovo otkriće doprinosi nedavnim studijama koje sugerišu da bi K2-18 b mogla biti Hicean egzoplaneta, ona koja ima potencijal da poseduje atmosferu bogatu vodonikom i površinu prekrivenu vodenim okeanom.
Prvi uvid u atmosferska svojstva ove egzoplanete u nastanjivoj zoni došao je iz posmatranja sa NASA-inim svemirskim teleskopom Habl, što je podstaklo dalje studije koje su od tada promenile naše razumevanje sistema.
K2-18 b kruži oko hladne patuljaste zvezde K2-18 u naseljivoj zoni i nalazi se 120 svetlosnih godina od Zemlje u sazvežđu Lava. Egzoplanete kao što je K2-18 b, koje imaju veličine između Zemlje i Neptuna, nisu slične bilo čemu u našem solarnom sistemu. Ovaj nedostatak ekvivalentnih obližnjih planeta znači da su ovi ‘pod-Neptuni’ slabo shvaćeni, a priroda njihovih atmosfera je predmet aktivne debate među astronomima.
Nagoveštaj da bi sub-Neptun K2-18 b mogao biti Hicean egzoplaneta je intrigantan, jer neki astronomi veruju da su ovi svetovi obećavajuća okruženja za traženje dokaza za život na egzoplanetama.
„Naši nalazi naglašavaju važnost razmatranja različitih životnih sredina u potrazi za životom na drugim mestima“, objasnio je Nikku Madhusudhan, astronom sa Univerziteta u Kembridžu i glavni autor rada koji objavljuje ove rezultate. „Tradicionalno, potraga za životom na egzoplanetama fokusirana je prvenstveno na manje stenovite planete, ali su veći svetovi Hiceana znatno pogodniji za posmatranje atmosfere.
Obilje metana i ugljen-dioksida, kao i nedostatak amonijaka, podržavaju hipotezu da možda postoji vodeni okean ispod atmosfere bogate vodonikom u K2-18 b. Ova početna Vebova zapažanja su takođe omogućila moguću detekciju molekula zvanog dimetil sulfid (DMS). Na Zemlji, ovo proizvodi samo život. Najveći deo DMS-a u Zemljinoj atmosferi se emituje iz fitoplanktona u morskim sredinama.
Zaključak DMS-a je manje robustan i zahteva dalju validaciju.
„Predstojeća Vebova zapažanja bi trebalo da budu u stanju da potvrde da li je DMS zaista prisutan u atmosferi K2-18 b na značajnim nivoima“, objasnio je Madhusudhan.
Dok K2-18 b leži u zoni pogodnoj za stanovanje, i sada je poznato da sadrži molekule koji sadrže ugljenik, to ne znači nužno da planeta može da podrži život. Velika veličina planete — sa radijusom 2,6 puta većim od radijusa Zemlje — znači da unutrašnjost planete verovatno sadrži veliki omotač leda pod visokim pritiskom, poput Neptuna, ali sa tanđom atmosferom bogatom vodonikom i površinom okeana. Predviđa se da će svetovi Hiceana imati okeane vode. Međutim, takođe je moguće da je okean previše vruć da bi mogao biti nastanjen ili tečan.
„Iako ovakva planeta ne postoji u našem solarnom sistemu, sub-Neptuni su najčešći tip planete poznat do sada u galaksiji“, objasnio je član tima Subhajit Sarkar sa Univerziteta u Kardifu. „Dobili smo najdetaljniji spektar sub-Neptuna u nastanjivoj zoni do danas, i to nam je omogućilo da razradimo molekule koji postoje u njegovoj atmosferi.“
Karakterizacija atmosfere egzoplaneta kao što je K2-18 b – što znači identifikovanje njihovih gasova i fizičkih uslova – je veoma aktivna oblast u astronomiji. Međutim, ove planete su zasjenjene – bukvalno – odsjajem njihovih mnogo većih matičnih zvezda, što istraživanje atmosfere egzoplaneta čini posebno izazovnim.
Tim je izbegao ovaj izazov analizirajući svetlost matične zvezde K2-18 b dok je prolazila kroz atmosferu egzoplanete. K2-18 b je tranzitna egzoplaneta, što znači da možemo otkriti pad sjaja dok prolazi preko lica svoje zvezde domaćina. Ovako je egzoplaneta prvi put otkrivena 2015. godine NASA-inom misijom K2. To znači da će tokom tranzita mali deo zvezdane svetlosti proći kroz atmosferu egzoplanete pre nego što stigne do teleskopa kao što je Veb. Prolazak svetlosti zvezda kroz atmosferu egzoplanete ostavlja tragove koje astronomi mogu da sastave da bi odredili gasove atmosfere egzoplanete.
„Ovaj rezultat je bio moguć samo zbog proširenog opsega talasnih dužina i Vebbove osetljivosti bez presedana, što je omogućilo robusnu detekciju spektralnih karakteristika sa samo dva tranzita“, rekao je Madhusudhan. „Poređenja radi, jedno posmatranje tranzita sa Vebom dalo je uporedivu preciznost sa osam posmatranja sa Hablom sprovedenih tokom nekoliko godina i u relativno uskom opsegu talasnih dužina.
„Ovi rezultati su proizvod samo dva zapažanja K2-18 b, sa mnogo više njih na putu“, objasnio je član tima Savvas Constantinou sa Univerziteta u Kembridžu. „To znači da je naš rad ovde samo rana demonstracija onoga što Veb može da primeti u egzoplanetama u naseljivim zonama.“
Rezultati tima su prihvaćeni za objavljivanje u The Astrophisical Journal Letters.
Tim sada namerava da sprovede dodatna istraživanja sa spektrografom MIRI (srednji infracrveni instrument) teleskopa za koji se nadaju da će dodatno potvrditi njihove nalaze i pružiti novi uvid u uslove životne sredine na K2-18 b.
„Naš krajnji cilj je identifikacija života na egzoplaneti pogodnoj za život, što bi transformisalo naše razumevanje našeg mesta u univerzumu“, zaključio je Madhusudhan. „Naši nalazi su obećavajući korak ka dubljem razumevanju Hiceanskih svetova u ovoj potrazi.“
