Astronomer, der bruger rumteleskopet Hubble, har opdaget vand i en eksoplanets atmosfære i dens stjernes beboelige zone. Hvis det bekræftes, er det første gang, at vi har fundet vand - en kritisk ingrediens for livet som vi kender det - på en exoplanet. Vandet blev opdaget som damp i atmosfæren, men planetens temperatur betyder, at det kunne opretholde flydende vand på dets overflade, hvis det er stenet.
Planeten kaldes K2-18b, og den er omkring 110 lysår væk. Planeten er meget anderledes end Jorden. Det er en Super-Earth, og den er dobbelt så stor som Jorden og omkring 8 gange så massiv. K2-18b kredser rundt om en rød dværgstjerne, og den blev først opdaget i 2015 af Kepler-rumteleskopet.
”At finde vand på en potentielt beboelig verden end Jorden er utroligt spændende.”
Dr. Angelos Tsiaras (UCL Center for Space Exochemistry Data, CSED)
Astronomer ved Center for Space Exochemistry Data ved University College London i Storbritannien gjorde opdagelsen i data fra Hubble Space Telescope's Wide Field Camera 3. Deres resultater er i et papir med titlen "Vanddamp i atmosfæren i den beboelseszone otte-Jorden-masse planet K2-18 b ”offentliggjort i Nature Astronomy. Påvisningen er baseret på den spektroskopiske signatur af vand i exoplanets atmosfære.
I en pressemeddelelse sagde den første forfatter Dr. Angelos Tsiaras (UCL Center for Space Exochemistry Data, CSED): ”At finde vand i en potentielt beboelig verden, bortset fra Jorden, er utroligt spændende. K2-18b er ikke 'Earth 2.0', da den er markant tungere og har en anden atmosfærisk sammensætning. Men det bringer os tættere på at besvare det grundlæggende spørgsmål: Er Jorden unik? ”
Teamet bag opdagelsen udviklede algoritmer og kørte arkiverede Hubble-data fra 2016 og 2017 gennem dem. De analyserede stjernelys fra den røde dværgstjerne, da den passerede gennem eksoplanetets atmosfære. De opdagede molekylær signatur af vand såvel som brint og helium.
Disse resultater skal endnu ikke bekræftes, men hvis og når de er, er implikationerne spændende. Forskere mener, at superjordene som denne er den mest almindelige type planet i Mælkevejen. Og røde dværgstjerner som K2-18b-bane er den mest almindelige type stjerne. De er også de sejeste og mest langlivede sammen med at være de mindste. Dette indikerer, at der potentielt kan være mange flere exoplaneter, der ligner denne.
Kepler opdagede hundreder af Super-Earths, som er planeter med masser mellem Jorden og Neptun, og NASAs TESS forventes at finde flere hundrede. Ifølge medforfatteren til denne nye artikel, dr. Ingo Waldmann, er dette velegnet til at finde potentielt beboelige exoplaneter.
I en pressemeddelelse sagde Dr. Waldmann: ”Med så mange nye superjordar, der forventes at blive fundet i løbet af de næste par årtier, er det sandsynligt, at dette er den første opdagelse af mange potentielt beboelige planeter. Dette skyldes ikke kun, at superjordene som K2-18b er de mest almindelige planeter i vores Mælkevej, men også fordi røde dværge - stjerner, der er mindre end vores sol - er de mest almindelige stjerner. ”
Planeten har et meget kort år. Det tager kun 33 dage at gennemføre en bane. Forskerne mener, at K2-18b enten er en stenet planet eller en iskald planet. Hvis det er is, kan det have en stor mængde vand i det indre. Men dette er bare foreløbige resultater.
”Denne undersøgelse bidrager til vores forståelse af beboelige verdener ud over vores solsystem og markerer en ny æra inden for exoplanetforskning…”
DR. ANGELOS TSIARAS (UCL CENTER FOR RUMSEKSEMISDATA, CSED)
Ifølge forfatterne kan atmosfæren også indeholde nitrogen og methan, to kemikalier forbundet med livet. Men desværre var de ikke i stand til at opdage dem. Det bliver nødt til at vente på yderligere undersøgelser, som også giver dem mulighed for at estimere skydække og procentdelen af vand i atmosfæren.
K2-12b er virkelig tæt på sin stjerne, men fordi røde dværge ikke er så energiske som vores sol, modtager exoplaneten omtrent lige så meget energi som Jorden gør fra vores sol. Astronomernes beregninger viser, at dens temperatur svarer til Jordens: Et eller andet sted i området fra -72 Celsius til 47 Celsius (-99 grader til 116 F.)
Dette er spændende resultater, men udsigterne for liv på denne exoplanet er ikke store. Selvom planeten selv befinder sig i stjernens beboelige zone, er stjernen, den kredser om, ikke særlig gæstfri. Røde dværge kan udsende masser af fakkel, og al den energi kan alvorligt begrænse livspotentialet.
På den anden side er det faktum, at K2-12b overhovedet har en atmosfære, spændende, især da den indeholder masser af brint. En atmosfære kan beskytte en planet mod en stjernestråling, ligesom Jordens gør. Hvis planetens atmosfære domineres af brint, der er meget let og let kan spredes af stjernestråling, er det en indikation af, at K2-12b på nogle måder kan være beskyttet, selvom den kredser rundt om en rød dværg.
Størrelsen på K2-12b og andre Super-Earths er også en faktor til fordel for beboelighed. ”Vand kan forblive temmelig længe, fordi superjordene kan beholde deres atmosfære i længere tid, fordi de har en større tyngdekraft,” sagde Giovanna Tinetti, en fysiker, der var medforfatter til avisen, i et presseopkald.
"Denne undersøgelse bidrager til vores forståelse af beboelige verdener ud over vores solsystem og markerer en ny æra inden for exoplanet-forskning, der er afgørende for i sidste ende at placere Jorden, vores eneste hjem, i det større billede af kosmos," sagde Dr. Tsiaras.
Denne opdagelse har brug for opfølgningsobservationer for at bekræfte den. Vi har også brug for bedre teleskoper for at studere dens atmosfære mere detaljeret og atmosfærerne fra andre exoplaneter. To teleskoper i horisonten vil tackle dette job. James Webb-rumteleskopet har den stærke kapacitet til at undersøge atmosfærerne fra exoplaneter, som virkelig er det næste trin i forståelsen af alle de exoplaneter, der findes af Kepler, og som vil blive fundet af TESS.
ESAs ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey) -mission lanceres i 2028 og vil undersøge atmosfærerne på ca. 1000 exoplaneter i detaljer. ARIEL sammen med JWST vil give os en meget bedre forståelse af K2-12b og eksoplaneter som det.
Professor Giovanna Tinetti (UCL CSED), medforfatter og hovedundersøgelse for ARIEL, sagde: ”Vores opdagelse gør K2-18b til et af de mest interessante mål for fremtidig undersøgelse. Over 4000 eksoplaneter er fundet, men vi ved ikke meget om deres sammensætning og art. Ved at observere en stor prøve af planeter håber vi at afsløre hemmeligheder om deres kemi, dannelse og udvikling. ”
”At faktisk forstå, hvordan beboelsesevnen udvikler sig i en hydrogenrig atmosfære, vil blive et meget intensivt emne for studier i de næste 10 år,” sagde Waldmann.
Mere:
- Forskningsartikel: Vanddamp i atmosfæren i den beboelige zone otte-jordmasse planet K2-18 b
- NASA-pressemeddelelse: NASAs Hubble finder vanddamp på Exoplanet for beboelig zone for første gang
- Hubble Pressemeddelelse: Hubble finder vanddamp på Exoplanet i beboelig zone for første gang
