Odkryć wodę na egzoplanetach

Dotychczas odkryliśmy ponad 4000 egzoplanet tzn. planet krążących wokół gwiazd innych niż nasze Słońce. To spora liczba – tak spora, że  może się wydawać, że jesteśmy bliscy ustalenia, czy jesteśmy sami we wszechświecie. Niestety, w większości przypadków tych planet znamy tylko ich masę i średnicę.

Aby dowiedzieć się czy planeta nadaje się do życia, potrzeba znacznie więcej informacji. W tej chwili jedną z niezwykle ważnych informacji, której brakuje, jest obecność i skład  atmosfery. Ślady wody w atmosferze, tlenu i metanu byłyby ważnymi wskaźnikami możliwości podtrzymywania życia na danej planecie.

Atmosfera planety (jeśli taka istnieje) odgrywa istotną rolę w kształtowaniu warunków na jej powierzchni. Jego skład, stabilność i struktura zawierają ważne wskazówki na temat tego,co można zastać na planecie. Dzięki badaniom atmosfery możemy zatem poznać historię planety, zbadać jej środowisko, i wreszcie odkryć oznaki życia.

Podstawową metodą stosowaną podczas badania egzoplanet jest spektroskopia tranzytowa. Obejmuje to patrzenie (oczywiście poprzez potężne teleskopy) na światło gwiazd, gdy planeta przechodzi przed tarczą swojej gwiazdy macierzystej. Podczas przejścia światło gwiazdy jest filtrowane przez atmosferę planety – przy czym światło jest pochłaniane lub odbijane w zależności od tego, z jakich związków składa się atmosfera.

Atmosfera pozostawia zatem ślad – swoistą sygnaturę – w dolatującym do nas  świetle. Dalsza analiza może następnie pomóc nam dopasować ten ślad do znanych pierwiastków i cząsteczek, takich jak woda lub metan.

W chwili obecnej badanie atmosfery egzoplanet jest ograniczone, ponieważ tego rodzaju pomiary wymagają bardzo wysokiej precyzji, której obecne instrumenty nie były w stanie dostarczyć. Co prawda molekularne sygnatury wody znaleziono w atmosferach planet gazowych, podobnych do Jowisza lub Neptuna. Nigdy wcześniej nie były one widziane na mniejszych planetach – aż do teraz.

Niedawno, po raz pierwszy udało nam się wykryć parę wodną w atmosferze egzoplanety, która potencjalnie nadaje się do zamieszkania. Wyniki zostały opublikowane w Nature Astronomy.

Planeta nazywa się K2-18b i Została odkryta w roku 2015 i jest jedną z setek „super-Ziem” – planet o masie między masą Ziemi a Neptuna. Planety te zostały wypatrzone przez kosmiczny teleskop Kepler. Jest to planeta o masie ośmiokrotnie większej niż Ziemia, krążąca wokół tak zwanej gwiazdy „czerwonego karła”, która jest znacznie chłodniejsza niż słońce.

Jednak K2-18b znajduje się w strefie „zdatnej do życia”, co oznacza, że ​​ma odpowiednią temperaturę do utrzymywania się ciekłej wody. Biorąc pod uwagę jego masę i promień, K2-18 b nie jest planetą gazową i istnieje wysoki prawdopodobieństwo, że posiada skalistą powierzchnię.

Opracowano algorytmy do analizy światła gwiazd filtrowanego przez tę planetę za pomocą spektroskopii tranzytowej. Umożliwiło to  pierwsze udane wykrycie atmosfery z parą wodną wokół niegazowej planety, która również znajduje się w strefie zdatnej istnienia życia.

Aby egzoplaneta została zdefiniowana jako zdatna do istnienia życia, musi spełnić długą listę wymagań. Jednym z nich jest to, że planeta musi znajdować się w strefie, w której woda może istnieć w postaci płynnej. Konieczne jest również, aby planeta miała atmosferę chroniącą ją przed szkodliwym promieniowaniem pochodzącym od gwiazdy macierzystej.

Kolejnym ważnym elementem jest obecność wody, niezbędnej do życia takiego, jakie znamy. Chociaż istnieje wiele innych kryteriów dotyczących zdolności potrzymania życia, takich jak obecność tlenu w atmosferze, nasze badania pokazały, że K2-18b jest najlepszym kandydatem do tej pory. Jest to jedyna egzoplaneta, która spełnia trzy wymagania z poprzedniej listy: odpowiednią temperaturę, atmosferę i obecność wody.

Jednak na podstawie bieżących danych nie możemy powiedzieć, jak prawdopodobne jest, że na planecie jest życie. Dane są ograniczone do obszaru widma, w którym fale świetle są załamywane przez dominującą wodę, i nie można niestety potwierdzić występowania innych cząsteczek.

Ponieważ K2-18b znajduje się w odległości 110 lat świetlnych, tak naprawdę nie jest to planeta, którą moglibyśmy odwiedzić – nawet za pomocą małych robotycznych sond – w dającej się przewidzieć przyszłości.

Kwestią czasu jest znalezienie podobnych planet, znacznie bliżej nas. Dlatego jesteśmy na dobrej drodze, aby odpowiedzieć na odwieczne pytanie, czy  jesteśmy sami we wszechświecie.

 

 

 

Dodaj komentarz