K2-18b

K2-18b
exobolygó

A K2-18 b bolygó (jobbra) művészi ábrázolása a K2-18 csillag körül kering ( balra). Középen a feltételezett K2-18 c bolygó látható.
szülő sztár
Csillag K2-18
Orbitális elemek
Főtengely ( a ) 0,1591 ± 0,0004 [1] a. e.
Különcség ( e ) 0
Orbitális periódus ( P ) 32,93962 [2] d.
Hangulat ( én ) 89,5785 ± 0,0088° [5]
periapsis érv ( ω ) 5,7±46,4° [6] [5]
fizikai jellemzők
Súly ( m ) 8,63 ± 1,35 [3] M ⊕
Sugár( r ) 2,711 ± 0,065 [2] R ⊕
Hőfok ( T ) 265± 5K
Nyitó információ
nyitás dátuma 2015
Felfedező(k) Kepler [4]
Észlelési módszer tranzit módszer
Információ a Wikidatában  ?

A K2-18 b , valamint az EPIC 201912552 b  egy exobolygó a K2-18 vörös törpe körül . A Földtől körülbelül 111 fényévnyire található bolygó 33 nap alatt kerül meg egy csillag körül, és vizet tartalmaz a légkörben. Tömegük szerint szuperföldnek [7] sorolták, de a túl alacsony átlagos sűrűség arra utal, hogy ez a bolygó egy mini- Neptunusz [3] .

2019-ben két független tudományos tanulmány, amely a Kepler , Spitzer és Hubble űrteleszkópok adatait egyesítette, arra a következtetésre jutott, hogy jelentős mennyiségű vízgőz van a K2-18 b légkörében, ami az első esemény egy exobolygó esetében a lakható zónában. [7] [8] [9] .

Felfedezés

A K2-18 b-t a Kepler Űrteleszkóp program részeként azonosították, egyike annak a több mint 1200 exobolygónak, amelyeket a Second Light küldetés, a K2 során fedeztek fel [10] . A K2-18 b-t 2015-ben fedezték fel, egy vörös törpecsillag (jelenleg K2-18 néven ismert) M2.8 csillagspektruma körül keringve, körülbelül 124 fényévnyi távolságra a Földtől. A bolygót a csillag fénygörbéjében bekövetkezett változás eredményeként fedezték fel, amelyet a bolygónak a csillag előtti elhaladása okozott a Földről nézve [3] [11] [12] . A bolygót "K2-18 b"-nek nevezték, mivel ez volt a tizennyolcadik bolygó, amelyet a K2 küldetés során fedeztek fel. A bolygó és a gazdacsillag közötti, előre jelzett viszonylag alacsony kontraszt megkönnyíti a K2-18 b légkörének megfigyelését a jövőben [11] . 2019-ben végzett spektroszkópiai vizsgálatok vízgőz jelenlétét mutatták ki a bolygó légkörében. Ezek a megfigyelések nagy valószínűséggel megfelelnek a hélium-hidrogén atmoszféra vízfelhős modelljének [13] .

2017-ben a Spitzer Űrteleszkóp adatai megerősítették, hogy a K2-18b a K2-18 csillag körüli lakható zónában kering, 33 napos periódussal, amely elég rövid ahhoz, hogy sok K2-18 b keringési ciklust lehessen megfigyelni, és javította a a jel statisztikai szignifikanciája. Ez széles körű érdeklődéshez és a K2-18b folyamatos megfigyeléséhez vezetett [14] .

A K2-18 b újabb kutatásai a High Precision Radial Planet Search (HARPS) és a Calar Alto nagyfelbontású M-törpe keresés segítségével Exoearths Echelle spektrográfokkal közeli infravörös és optikai spektrográfokkal (CARMENES) szintén azonosítottak egy valószínű második exobolygót, a K2-18 -at. , becsült tömege 5,62 ± 0,84 M⊕ szűkebb 9 napos pályán [3] , de ezt a további bolygót még meg kell erősíteni, és ehelyett csillagtevékenység okozhatja [1] .

Hely

A K2-18 koordinátái a Nemzetközi Égi Referenciarendszerben  : jobbra emelkedés 11 óra  30 m  14,518 s , deklináció +07° 35′ 18,257″. Ez a pont az Oroszlán csillagképben található , de az oroszlán csillagképén kívül [15] . Amikor először észlelték, a K2-18 távolságát a Földtől 110 fényévre (34 db) becsülték [11] . A Gaia (a csillagtérképezési projekt) pontosabb adatai azonban azt mutatták, hogy a K2-18 124,02 ± 0,26 fényév (38,025 ± 0,079 pc) távolságra van. Ez a továbbfejlesztett távolságmérés segített finomítani az exobolygós rendszer tulajdonságait [3] .

Fizikai jellemzők

A K2-18 b körülbelül 0,1429 AU távolságra kering a K2-18 csillag körül. (21,38 millió km), amely egy vörös törpe lakható zónájában található, 0,12-0,25 AU. (18-37 millió km) [9] . Az exobolygó keringési ideje körülbelül 33 nap [14] , ami arra utal, hogy mindig ugyanazon az oldalon áll a csillaggal [16] . A bolygó egyensúlyi hőmérsékletét 265 ± 5 K (-8 ± 5 °C) körülire becsülik [3] , 5%-kal több fényt kap, mint a Föld [2] . A K2-18 b sugara 2,71 ± 0,07 R ⊕ és tömege 8,63 ± 1,35 M ⊕ a HARPS és CARMENES műszerekkel végzett elemzés alapján [3] . A kutatók azt találták, hogy a bolygó átlagos sűrűsége 2,4 ± 0,4 g/cm³. Valószínűleg nagyrészt vízből áll, és sűrű hidrogén-hélium atmoszférája van [2] , ami minineptunuszossá teszi . A két kutatócsoport által felvett spektrumok szerint a bolygót főleg hidrogénből és héliumból álló légkör veszi körül [4] [17] .

A víz felfedezése

A Hubble Űrteleszkóppal végzett további vizsgálatok során megerősítették Kepler és Spitzer megfigyeléseinek eredményeit, és további vizsgálatot végeztek a bolygó légköréről. A Hubble-adatokról 2019-ben két külön elemzést tettek közzé a Montreali Egyetem és a University College London (UCL) kutatói. Mindketten megvizsgálták a bolygó légkörén áthaladó csillagfény spektrumát tranzit közben, és megállapították, hogy a K2-18 b hélium-hidrogén atmoszférájú, magas, 20-50%-os vízgőzkoncentrációval, amely elég magas ahhoz, hogy felhőket képezzenek [8] [9] [18] . Az UCL által vezetett tanulmány 2019. szeptember 11-én jelent meg a Nature Astronomy folyóiratban ; a Montreali Egyetem által készített és még nem szakértői lektorált tanulmány egy nappal korábban jelent meg az arXiv.org preprint szerveren [16] . Az UCL által vezetett csoportanalízis 3,6 szórásnyi statisztikai szignifikanciát mutatott ki a víznek, ami 99,97%-os konfidenciaszintnek felel meg [9] .

Ez volt az első szuperföld a lakható zónában , ahol légkört észleltek [9] , és az első vízfelfedezés egy exobolygón a lakható zónában [7] [8] . Vizet korábban kimutattak nem lakóhelyi exobolygók, például a HD 209458 b , XO-1 b , WASP-12 b , WASP-17 b és WASP-19 b légkörében [19] [20] [21] .

A csillagászok hangsúlyozták, hogy a víz felfedezése a K2-18 b atmoszférájában nem jelenti azt, hogy a bolygó képes fenntartani az életet, vagy akár lakható is lehet, mivel valószínűleg nincs szilárd felülete vagy légköre, amely fenntartaná az életet. A víz jelenléte egy exobolygó lakható zónájában azonban segít megérteni, hogyan keletkeznek a bolygók [7] . A K2-18 b -t a 2021-ben induló James Webb Űrteleszkóp és a 2028-ban induló ARIEL Űrteleszkóp várhatóan megfigyelheti. Mindkettőben az exobolygó légkörének összetételének meghatározására tervezett műszerek lesznek [8] .

További elemzés

2020 februárjában az Egyesült Királyságból származó cambridge-i asztrofizikusok csapata a rendelkezésre álló adatok alapján modellezte a K2-18 b belső szerkezetét. Az elemzés során világossá vált, hogy nagyon valószínűtlenek az élet feltételei rajta [22] [23] .

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 Sarkis, Paula; Henning, Thomas; Kurster, Martin; Trifonov, Trifon; Zechmeister, Mathias; Tal-Or, Lev; Anglada-Escude, Guillem; Hatzes, Artie P.; Lafarga, Marina; Dreizler, Stefan; Ribas, Ignasi; Caballero, José A.; Reiners, Ansgar; Mallonn, Mátyás; Morales, Juan C.; Kaminski, Adrian; Aceituno, Jesús; Amado, Pedro J.; Bejar, Victor J.S.; Hagen, Hans-Jurgen; Jeffers, Sandra; Quirrenbach, Andreas; Launhardt, Ralf; Marvin, Christopher; Montes, David. A CARMENES Exobolygók keresése M törpék körül: Alacsony tömegű bolygó a közeli mérsékelt övben K2-18  //  The Astronomical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 2018. - Vol. 155 , sz. 6 . - 257. o . - doi : 10.3847/1538-3881/aac108 . — Iránykód . - arXiv : 1805.00830 .
  2. ↑ 1 2 3 4 A K2-18c szuperföld radiális sebességének megerősítése HARPS-szal és CARMENES-szel . A&A 621, A49 (2019) . Letöltve: 2019. január 7. Az eredetiből archiválva : 2020. február 16.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Cloutier, R.; Astudillo-Defru, N.; Doyon, R.; Bonfils, X.; Almenara, J.-M.; Bouchy, F.; Delfosse, X.; Forveille, T.; Lovis, C.; polgármester6, M.; Menu1, K.; Murgas, F.; Pepe, F.; Santos, N.C.; Udry, S.; Wünsche, A. A K2-18c szuperföld radiális sebességének megerősítése HARPS és CARMENES segítségével  //  Astronomy and Astrophysics  : Journal. - 2019. - január 7. ( 621. köt. ). — P. A49 . - doi : 10.1051/0004-6361/201833995 . — Iránykód . — arXiv : 1810.04731 .
  4. ↑ 1 2 Cloutier, R.; Astudillo-Defru, N.; Doyon, R.; Bonfils, X.; Almenara, J.-M.; Benneke, B.; Bouchy, F.; Delfosse, X.; Ehrenreich, D.; Forveille, T.; Lovis, C.; polgármester, M.; Menou, K.; Murgas, F.; Pepe, F.; Rowe, J.; Santos, N.C.; Udry, S.; Wünsche, A. A K2-18 többbolygós rendszer jellemzése HARPS-szal. Egy lakható zóna szuperföld és egy második, meleg szuperföld felfedezése nem egysíkú pályán  // Astronomy and Astrophysics  : Journal  . - 2017. - Kt. 608 , sz. 35 . — P. A35 . - doi : 10.1051/0004-6361/201731558 . — Iránykód . - arXiv : 1707.04292 . Archiválva az eredetiből: 2018. augusztus 12.
  5. ↑ 1 2 Encyclopedia of Extrasolar Planets  (angol) - 1995.
  6. ↑ Sarkis P. , Henning T., Kürster M., Trifonov T., Zechmeister M., Tal-Or L. , Hatzes A. P., Lafarga M., Dreizler S., Ribas I. et al. A CARMENES Exobolygók keresése az M törpék körül: Alacsony tömegű bolygó a közeli K2-18 mérsékelt övében  // Astron . J. / J. G. III , E. Vishniac - NYC : IOP Publishing , American Astronomical Society , University of Chicago Press , AIP , 2018. - Vol. 155, Iss. 6. - P. 257. - ISSN 0004-6256 ; 1538-3881 - doi:10.3847/1538-3881/AAC108 - arXiv:1805.00830
  7. ↑ 1 2 3 4 Ghosh, Pallab Először találtak vizet a „potenciálisan lakható” bolygón . BBC News (2019. szeptember 12.). Letöltve: 2019. szeptember 13. Az eredetiből archiválva : 2019. szeptember 12.
  8. ↑ 1 2 3 4 Greshko, Michael Water egy potenciálisan életbarát idegen bolygón található . National Geographic (2019. szeptember 11.). Letöltve: 2019. szeptember 11. Az eredetiből archiválva : 2019. szeptember 11.
  9. ↑ 1 2 3 4 5 Tsiaras, Angelos; Waldmann, Ingo P.; Tinetti, Giovanna; Tennyson, Jonathan; Yurchenko, Sergey N. Vízgőz a nyolcas földtömegű K2-18 b bolygó lakható zónájának  légkörében //  Természetcsillagászat : folyóirat. - 2019. - szeptember 11. - P. 1-6 . - doi : 10.1038/s41550-019-0878-9 . — . - arXiv : 1909.05218 . Archiválva az eredetiből: 2019. szeptember 13.
  10. ↑ NASA (2016. május 10.). A NASA Kepler-missziója bejelentette a valaha felfedezett legnagyobb bolygógyűjteményt . Sajtóközlemény . Az eredetiből archiválva : 2019. április 13. Letöltve: 2019-09-19 .
  11. ↑ 1 2 3 Montet, Benjamin T.; Morton, Timothy D.; Foreman-Mackey, Daniel; Johnson, John Asher; Hogg, David W.; Bowler, Brendan P.; Latham, David W.; Bieryla, Allyson; Mann, Andrew W. A K2 1. kampányának csillag- és bolygótulajdonságai, jelöltek és 17 bolygó validálása, beleértve a Földhöz hasonló besugárzást fogadó bolygót  //  The Astrophysical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 2015. - augusztus 5. ( 809. évf . , 1. sz.). — 25. o . - doi : 10.1088/0004-637X/809/1/25 . — . - arXiv : 1503.07866 .
  12. ↑ Foreman-Mackey, Daniel; Montet, Benjamin T.; Hogg, David W.; Morton, Timothy D.; Wang, Dun; Schoelkopf, Bernard. Áthaladó bolygók szisztematikus keresése a K2 adatokban  //  The Astrophysical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 2015. - június 18. ( 806. kötet , 2. szám ). - 215. o . - doi : 10.1088/0004-637x/806/2/215 . - Iránykód . - arXiv : 1502.04715 .
  13. ↑ Benneke, Björn; Wong, Ian; Piaulet, Caroline; Knutson, Heather A.; Crossfield, Ian JM; Lothringer, Joshua; Morley, Caroline V.; Gao, Péter; et al. (2019), Water Vapor on the Habitable-Zone Exoplanet K2-18b, arΧiv : 1909.04642 [astro-ph.EP]. 
  14. ↑ 1 2 Benneke, Björn; Werner, Michael; Petigura, Eric; Knutson, Heather; Öltözködés, Courtney; Crossfield, Ian JM; Schlieder, Joshua E.; Livingston, John; Beichman, Charles; Christiansen, Jessie; Krick, Jessica; Gorjian, Varoujan; Howard, Andrew W.; Sinukoff, Evan; Ciardi6, David R.; Akeson, Rachel L. Spitzer megfigyelések A lakható zóna K2-18b szuperföldjének megerősítése és megmentése a jövő jellemzéséhez  //  The Astrophysical Journal  : folyóirat. - IOP Publishing , 2017. - január 12. ( 834. kötet , 2. szám ). - 187. o . - doi : 10.3847/1538-4357/834/2/187 . - Iránykód . - arXiv : 1610.07249 .
  15. ↑ K2-18 -- Magas mozgású csillag . SIMBAD . Letöltve: 2019. szeptember 12. Az eredetiből archiválva : 2019. szeptember 22.
  16. ↑ 12 Fal, Mike . A vízgőzlelet a „lakható” K2-18 b exobolygón izgalmas – de ez nem földi iker. , Space.com  (2019. szeptember 11.). Archiválva : 2020. május 14. Letöltve : 2019. szeptember 13.  „Tsiaras és kollégái ma (szeptember 11-én) tették közzé eredményeiket a Nature Astronomy folyóiratban. A másik kutatócsoport, amelyet Björn Benneke, a Montréal Egyetem munkatársa vezetett, kedden tette közzé tanulmányát az arXiv.org online preprint oldalon. Benneke et al. még nem került lektorálásra.
  17. ↑ Vízgőz a mini-neptunusz légkörében K2-18 b . Letöltve: 2019. szeptember 16. Az eredetiből archiválva : 2014. április 29.
  18. ↑ Grossman, Lisa . Ez lehet az első ismert exobolygó esővel és vízcseppek felhőivel , ScienceNews  (2019. szeptember 11.). Archiválva : 2020. május 14. Letöltve: 2019. szeptember 13.
  19. ↑ A Hubble a víz finom jeleit nyomon követi a homályos világokon . NASA (2013. december 3.). Letöltve: 2013. december 4. Az eredetiből archiválva : 2019. augusztus 30.
  20. ↑ Deming, D.; Wilkins, A.; McCullough, P.; Burrows, A.; Fortney, JJ; Agol, E.; Dobbs-Dixon, I.; Madhusudhan, N.; Crouzet, N.; Sivatag, JM; Gilliland, R. L.; Haynes, K.; Knutson, H. A.; Line, M.; Magic, Z.; Mandell, A. M.; Ranjan, S.; Charbonneau, D.; Clampin, M.; Seager, S.; Showman, AP A HD 209458b és XO-1b exobolygók infravörös átviteli spektroszkópiája a Hubble Űrtávcső széles látószögű kamerájával-3  //  The Astrophysical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 2013. - Vol. 774 , sz. 2 . — 95. o . - doi : 10.1088/0004-637X/774/2/95 . — . - arXiv : 1302.1141 .
  21. ↑ Mandell, A.M.; Haynes, K.; Sinukoff, E.; Madhusudhan, N.; Burrows, A.; Deming, D. Exoplanet Transit Spectroscopy using WFC3: WASP-12 b, WASP-17 b, and WASP-19 b  //  The Astrophysical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 2013. - Vol. 779 , sz. 2 . — 128. o . - doi : 10.1088/0004-637X/779/2/128 . — Iránykód . - arXiv : 1310.2949 .
  22. ↑ A lakható zónás K2-18b exobolygó belseje és légköre . Letöltve: 2020. március 3. Az eredetiből archiválva : 2020. március 3.
  23. ↑ Lakatlan bolygó K2-18b . Letöltve: 2019. szeptember 19. Az eredetiből archiválva : 2014. április 29.

Linkek