Artystyczna wizja wyglądu K2-18b (z prawej) krążącej wokół czerwonego karła K2-18. | |
Data odkrycia |
2015 |
---|---|
Sposób odkrycia |
obserwacja tranzytu |
Charakterystyka orbity (J2000) | |
Ciało centralne | |
Półoś wielka | |
Okres orbitalny | |
Charakterystyka fizyczna | |
Masa | |
Promień | |
Gęstość |
2,4 ± 0,4 g/cm³[1] |
Przyspieszenie grawitacyjne |
11,5 ± 1,9 kg/(m•s²) |
Temperatura powierzchni |
K2-18b, znana również jako EPIC 201912552 b – egzoplaneta, superziemia[3] krążąca wokół czerwonego karła w systemie planetarnym K2-18, znajdującym się około 124 lata świetlne od Ziemi[c]. Planetę, odkrytą przez Obserwatorium Kosmiczne Keplera, zidentyfikowano później jako mającą masę około ośmiokrotnie większą od masy Ziemi, okrążająca swą macierzystą gwiazdę w jej ekosferze po orbicie o okresie 33 ziemskich dni.
W 2019 r. dwa niezależne opracowania oparte o dane z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, zakończyły się konkluzją, że w atmosferze planety znajdują się znaczne ilości pary wodnej, co jest pierwszym takim odkryciem dla planety w ekosferze gwiazdy, gdzie woda może pozostawać ciekła i potencjalnie mogłoby powstać życie[4][5][6][7].
Planeta K2-18b została odkryta dzięki obserwacjom Kosmicznego Teleskopu Keplera podczas rozpoczętej w listopadzie 2013 rozszerzonej misji tego teleskopu, oznaczonej skrótem K2 i określanej nazwą Second Light („Drugie światło”). Odkrycia K2‑18b dokonano w 2015 r. w ramach obserwacji gwiazdy K2‑18, czerwonego karła o typie widmowym M2,8 odległego około 38 parseków (124 lat świetlnych) od Ziemi i ogłoszono je w 2016 roku wraz z odkryciem ponad 1200 innych planet zidentyfikowanych przez ten teleskop[c]. Stosunkowo niska jasność gwiazdy K2‑18 ułatwi obserwowanie atmosfery K2‑18b w przyszłych obserwacjach.
K2-18b ma okres orbitalny 32,9396 ziemskich dni[a][2], co pozwala przyjąć hipotezę o tym, że jej okres obrotu wokół własnej osi jest synchroniczny z okresem orbitalnym[d] za bardzo prawdopodobną[8]. Półoś wielka jej orbity wynosi 0,1591 ± 0,0004 au[1][e].
Temperaturę równowagową oszacowano na około 265 ± 5 K[b] (tj. -8 ± 5°C). Szacuje się, na podstawie analizy przeprowadzonej przez spektrograf HARPS i program poszukiwań egzoplanet w bliskiej podczerwieni CARMENES w obserwatorium Calar Alto, że K2‑18b ma promień 2,71 ± 0,07 R🜨 i masę 8,63 ± 1,35 M🜨[f][1]. Porównanie wielkości, orbity i innych cech K2‑18b z innymi wykrytymi egzoplanetami sugeruje, że planeta może utrzymywać atmosferę zawierającą inne substancje chemiczne oprócz wodoru i helu[9]. Planeta ma średnią gęstość 2,4 ± 0,4 kg/m³ (wg danych podanych przez Cloutiera, opublikowanych w 2019 r.[1]) i może utrzymywać na powierzchni ciekłą wodę.
Pomimo że temperatura na powierzchni planety wydaje się być zbliżona do panującej na Ziemi, to jednak zarówno masa osiem razy większa od masy Ziemi[g], jak również prawdopodobnie silne promieniowanie ultrafioletowe, które może docierać do powierzchni, a także spora odległość od Ziemi powodują, iż naukowcom nie wydaje się możliwe dotarcie i przebywanie tam człowieka i wg astronoma UCL Angelosa Tsiarasa jest to wciąż „science fiction”[7][8].
Badania systemu K2-18 przez HARPS i CARMENES wskazały również prawdopodobną drugą egzoplanetę K2‑18c o szacunkowej masie 5,62 ± 0,84 M🜨 z ciaśniejszą orbitą o dziewięciodniowym okresie orbitalnym[1].
Do uzyskania dalszych szczegółów na temat K2-18b od początkowych obserwacji planety został wykorzystany Kosmiczny Teleskop Hubble’a; wyniki uzyskane z jego pomocą potwierdziły obserwacje napływające z obserwatorium Keplera. Dwie osobne analizy w 2019 r., prowadzone osobno przez Uniwersytet Montrealski i przez University College London, wykorzystujące spektrogramy światła przechodzącego w pobliżu planety, potwierdziły, że K2‑18b ma atmosferę helowo-wodorową o wysokim stężeniu pary wodnej (między 20% i 50%), zdolną do tworzenia chmur[6]. Badanie University College London zostało opublikowane 11 września 2019 r. w czasopiśmie Nature Astronomy ; badanie Uniwersytetu Montrealskiego, które nie zostało jeszcze ocenione, zostało opublikowane dzień wcześniej jako preprint na serwerze ArXiv.
Analiza z University College London wykazała, że ich dane mieszczą się w zakresie 3,6 odchyleń standardowych, co daje im 99,97% pewności w swoich wnioskach[6].
Odkrycie pary wodnej na K2-18b uczyni najprawdopodobniej tę planetę przedmiotem obserwacji Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba z NASA oraz programu ARIEL z ESA, które mają bezpośrednio obserwować gazy atmosferyczne na egzoplanetach[6].