K2-18 b , также EPIC 201912552 b — экзопланета у красного карлика K2-18 . Находится на расстоянии 124 световых года от Земли , обращается вокруг звезды за 33 дня и, возможно, содержит в атмосфере воду. По массе классифицируется как суперземля . Слишком низкая средняя плотность 2,4 ± 0,4 г/см³ говорит о том, что эта планета скорее всего является мининептуном . Однако, спектроскопические данные допускают, что планета может являться гикеаном .

В 2019 году два независимых научных исследования, объединив данные космических телескопов Kepler , Спитцер и Хаббл , пришли к выводу, что в атмосфере K2-18 b существует значительное количество водяного пара. У экзопланеты, находящейся в зоне обитаемости, это было обнаружено впервые .

В 2023 году планету наблюдал телескоп Джеймс Уэбб . В её атмосфере были обнаружены молекулы метана , углекислого газа , а также признаки возможного наличия диметилсульфида , что может свидетельствовать о существовании жизни в гипотетическом океане на её поверхности .

На Земле диметилсульфид в скольких-нибудь заметных количествах производят только живые организмы , однако в NASA подчеркнули, что вывод о присутствии диметилсульфида в атмосфере экзопланеты предварительный и требует дальнейшего подтверждения.

Хотя K2-18 b находится в обитаемой зоне и содержит углеродсодержащие молекулы, это не обязательно означает, что она пригодна для жизни. Большой размер планеты — в 2,6 раза больше Земли — означает, что планета, вероятно, имеет мантию изо « льда » высокого давления, как у Нептуна , но при этом более тонкую атмосферу, богатой водородом, и океан. Однако океан может быть слишком горячим, чтобы быть пригодным для жизни или быть жидким .

Открытие

K2-18 b была обнаружена в 2015 году космическим телескопом Kepler, став одной из более чем 1200 экзопланет, обнаруженных во время миссии «Second Light», K2 . Планета обращается вокруг красного карлика (в настоящее время известного как K2-18) спектрального класса M 2,8, который находится примерно в 124 световых годах от Земли. Планета была обнаружена по периодическому ослаблению блеска звезды , вызванному прохождением перед ней планеты, если смотреть с Земли . Планета была обозначена «K2-18 b», так как это была восемнадцатая планета, обнаруженная во время миссии K2. Прогнозируемый относительно низкий контраст между планетой и её звездой-хозяином облегчит наблюдение за атмосферой K2-18 b в будущем . Спектроскопические исследования 2019 года показали наличие в атмосфере планеты паров воды. Эти наблюдения с наибольшей вероятностью соответствуют модели гелиево-водородной атмосферы с водными облаками .

В 2017 году данные космического телескопа Спитцера подтвердили, что K2-18b находится в обитаемой зоне звезды K2-18, а период её обращения (33 дня) достаточно короткий, чтобы можно было пронаблюдать множество её орбитальных циклов и улучшить статистическую значимость сигнала. Это привело к широкому интересу к K2-18b и продолжению наблюдений за ней .

Более поздние исследования K2-18 b с помощью высокоточного радиального искателя планет (HARPS) и поиска M-карликов с высоким разрешением Calar Alto с помощью Exoearths с ближним инфракрасным и оптическим спектрографами Echelle Spectrographs (CARMENES) указывают на возможное наличие у звезды K2-18 второй планеты, , с расчётной массой 5,62 ± 0,84 М _⊕ и расположенной ближе к звезде (период обращения 9 суток) . Но эта планета ещё не подтверждена, а наблюдения, интерпретированные как признаки её наличия, могут объясняться звёздной активностью .

Местоположение

Координаты K2-18 в Международной небесной системе отсчёта — прямое восхождение 11 ^ч 30 ^м 14.518 ^с , склонение +07° 35′ 18.257″. Эта точка лежит в созвездии Льва , но за пределами его львиной фигуры . При первом обнаружении расстояние К2-18 от Земли оценивалось в 110 световых лет (34 пк) . Однако более точные данные из Gaia (проекта звёздного картирования) показали, что К2-18 находится на расстоянии 124,02 ± 0,26 световых лет (38,025 ± 0,079 пк). Это улучшенное измерение расстояния помогло уточнить свойства экзопланетной системы .

Физические характеристики

K2-18 b обращается вокруг звезды K2-18 на расстоянии около 0,1429 а.е. (21,38 млн км), которая находится в зоне обитаемости красного карлика, 0,12-0,25 а.е. (18—37 млн км) . Экзопланета имеет орбитальный период около 33 дней , который предполагает, что она всегда повёрнута к звезде одной стороной . По оценкам, равновесная температура планеты составляет около 265±5К (-8 ± 5 °C) , и планета получает на 5 % больше света, чем Земля . На основе данных, полученных инструментами HARPS и CARMENES, радиус K2-18 b был оценён в 2,71 ± 0,07 R _⊕ , а масса — в 8,63 ± 1,35 М _⊕ . Исследователи установили, что средняя плотность планеты составляет 2,4 ± 0,4 г/см³. Скорее всего, она состоит в основном из воды и имеет толстую водородно-гелиевую атмосферу , что относит её к мининептунам . Согласно спектрам, полученным двумя группами исследователей, планета окружена атмосферой, состоящей в основном из водорода и гелия .

• Представление художника о звёздной системе К2-18
• 
  Схема планетной системы K2-18, показывающая орбиты K2-18 b и неподтверждённого кандидата K2-18 c, а также зону обитания звезды

Атмосфера

Внешние видеофайлы

В ходе дальнейших исследований с использованием космического телескопа Хаббла подтвердились результаты наблюдений Кеплера и Спитцера и было проведено дополнительное исследование атмосферы планеты. Два отдельных анализа данных Хаббла были опубликованы в 2019 году под руководством исследователей из Университета Монреаля и Университетского колледжа Лондона (UCL). Оба исследовали спектры звёздного света, проходящего через атмосферу планеты во время транзитов, и обнаружили, что K2-18 b имеет гелий-водородную атмосферу с высокой концентрацией водяного пара от 20 % до 50 %, достаточно высокой для образования облаков . Исследование под руководством UCL было опубликовано 11 сентября 2019 года в журнале ; исследование, проведённое Университетом Монреаля и ещё не прошедшее рецензирование, было опубликовано днём ​​ранее на сервере препринтов arXiv.org . Анализ группы под руководством UCL обнаружил воду со статистической значимостью 3,6 стандартных отклонений, что эквивалентно доверительному уровню 99,97 % .

Это была первая суперземля в обитаемой зоне с обнаруженной атмосферой и первое открытие воды на экзопланете в обитаемой зоне . Вода ранее была обнаружена в атмосферах экзопланет нежилой зоны, таких как HD 209458 b , XO-1 b , WASP-12 b , WASP-17 b и WASP-19 b .

Астрономы подчеркнули, что открытие воды в атмосфере K2-18 b не означает, что планета может поддерживать жизнь или даже быть пригодной для обитания, поскольку ей, вероятно, не хватает твёрдой поверхности или атмосферы, которая может поддерживать жизнь. Тем не менее, нахождение воды в обитаемой зоне экзопланеты помогает понять, как формируются планеты . Ожидается, что K2-18 b будет наблюдаться с помощью космического телескопа , который должен быть запущен в 2028 году. Он будет нести приборы, предназначенные для определения состава атмосфер экзопланет .

В 2023 году космический телескоп «Джеймс Уэбб» открыл в атмосфере планеты молекулы метана , углекислого газа и, возможно, диметилсульфида , который на Земле производится в природе только живыми организмами .

Моделирование

В феврале 2020 года команда кембриджских астрофизиков из Великобритании смоделировала внутреннее строение K2-18 b по имеющимся данным. В ходе анализа стало понятно, что условия для жизни на ней очень маловероятны .

Примечания

Ссылки

• (англ.)