Przejdź do treści

Duża egzoplaneta może mieć odpowiednie warunki dla życia

img

Astronomowie odkryli, że egzoplaneta ponad dwukrotnie większa od Ziemi może nadawać się do zamieszkania, co otwiera nowe możliwości poszukiwania życia na planetach znacznie większych niż Ziemia, ale mniejszych od Neptuna.

Zespół z University of Cambridge wykorzystał dane dotyczące masy, promienia i atmosfery egzoplanety K2-18b i stwierdził, że planeta może posiadać wodę w stanie ciekłym w warunkach nadających się do zamieszkania pod bogatą w wodór atmosferą.

Egzoplaneta K2-18b, oddalona od nas o 124 lata świetlne ma masę 8,6 mas Ziemi i promień 2,6 ziemskiego. Okrąża swoją gwiazdę macierzystą w tak zwanej ekosferze, gdzie temperatura może pozwolić na istnienie płynnej wody. Planeta była przedmiotem zainteresowania mediów jesienią 2019 roku, gdy dwa różne zespoły ogłosiły wykrycie pary wodnej w atmosferze bogatej w wodór. Jednak zasięg atmosfery i warunki wewnętrzne pozostawały nieznane.

Para wodna została wykryta w atmosferach wielu egzoplanet, ale nawet jeżeli planeta znajduje się w strefie zdatnej do zamieszkania, to niekoniecznie oznacza, że na jej powierzchni panują warunki nadające się do podtrzymania życia. Aby ustalić szanse na zdatność do zamieszkania, ważne jest, aby zrozumieć warunki wewnętrzne i atmosferyczne na planecie, w szczególności, czy w atmosferze może istnieć woda w stanie ciekłym.

Biorąc pod uwagę duży rozmiar K2-18b, sugerowano, że byłaby ona bardziej podobna do mniejszej wersji Neptuna niż większej wersji Ziemi. Okazuje się, że „mini-Neptun” będzie miał znaczną „powłokę” wodorową otaczającą warstwę wody pod wysokim ciśnieniem, z wewnętrznym jądrem skalnym i żelaznym. Jeżeli powłoka wodorowa jest zbyt gruba, temperatura i ciśnienie na powierzchni warstwy wody pod nią byłyby zbyt duże, żeby podtrzymać życie.

Teraz naukowcy wykazali, że pomimo dużych rozmiarów K2-18b, ma niekoniecznie grubą otoczkę wodorową, a warstwa wody może mieć odpowiednie warunki dla życia. Wykorzystali istniejące obserwacje atmosfery, a także pomiary masy i promienia, aby określić skład i strukturę zarówno atmosfery, jak i wnętrza, stosując szczegółowe modele numeryczne i metody statystyczne do wyjaśnienia tych danych.

Naukowcy potwierdzili, że atmosfera egzoplanety jest bogata w wodór ze znaczną ilością pary wodnej. Odkryli również, że poziomy innych związków chemicznych, takich jak metan i amoniak, były niższe niż oczekiwano dla takiej atmosfery. Nie wiadomo, czy poziomy te można przypisać procesom biologicznym.

Następnie zespół wykorzystał właściwości atmosferyczne jako warunki brzegowe dla modelowania wnętrza planety. Zbadali szeroką gamę modeli, które mogłyby wyjaśnić właściwości atmosferyczne, a także masę i promień planety. Umożliwiło im to uzyskanie zakresu możliwych warunków wewnętrznych, w tym zakresu powłoki wodorowej oraz temperatur i ciśnień w warstwie wodnej.

Naukowcy odkryli, że maksymalny zasięg otoczki wodorowej dozwolony przez dane wynosi ok. 6% masy planety, chociaż większość rozwiązań wymaga znacznie mniej. Minimalna ilość wodoru wynosi ok. 0,000001 masy. Wiele scenariuszy pozwala na stworzenie oceanicznego świata z wodą w stanie ciekłym poniżej atmosfery przy ciśnieniach i temperaturach podobnych do występujących w oceanach na Ziemi.

Więcej:
Large exoplanet could have the right conditions for life

Źródło: University of Cambridge