Cu ajutorul telescopulului spațial James Webb al NASA, cercetătorii au efectuat observații amănunțite asupra K2-18 b, o exoplanetă de 8,6 ori mai masivă decât Pământul, iar rezultatele obținute au dezvăluit prezența moleculelor purtătoare de carbon, inclusiv metan și dioxid de carbon.
Descoperirea lui Webb se adaugă la studiile recente care sugerează că K2-18 b ar putea fi o exoplanetă Hycean, una care are potențialul de a poseda o atmosferă bogată în hidrogen și o suprafață acoperită de apă oceanică.
Prima perspectivă asupra proprietăților atmosferice ale acestei exoplanete aflată într-o zonă locuibilă a venit din observațiile efectuate cu telescopul spațial Hubble al NASA, care au determinat studii suplimentare care ne-au schimbat de atunci înțelegerea sistemului.
K2-18 b orbitează steaua pitică rece K2-18 și se află la 120 de ani lumină de Pământ, în constelația Leului.
Exoplanete precum K2-18 b, care au dimensiuni între cele ale Pământului și Neptun, nu seamănă cu nimic din sistemul nostru solar. Această lipsă de planete echivalente din apropiere înseamnă că aceste planete de tip „sub-Neptun” sunt puțin înțelese, iar natura atmosferei lor este o chestiune de dezbatere activă în rândul astronomilor.
Sugestia că „sub-Neptun” K2-18 b ar putea fi o exoplanetă Hycean este intrigantă, deoarece unii astronomi cred că aceste lumi sunt medii promițătoare pentru a căuta dovezi pentru viața pe exoplanete.
„Descoperirile noastre subliniază importanța luării în considerare a diverselor medii locuibile în căutarea vieții în altă parte, În mod tradițional, căutarea vieții pe exoplanete s-a concentrat în primul rând pe planetele stâncoase mai mici, dar lumi mai mari Hycean sunt semnificativ mai propice pentru observațiile atmosferice”, a explicat Nikku Madhusudhan, astronom la Universitatea din Cambridge și autor principal al lucrării care anunță aceste rezultate.
Abundența de metan și dioxid de carbon și lipsa de amoniac susțin ipoteza că ar putea exista un ocean de apă sub o atmosferă bogată în hidrogen în K2-18 b. Aceste observații inițiale ale Webb au oferit, de asemenea, o posibilă detectare a unei molecule numită sulfură de dimetil (DMS). Pe Pământ, acest lucru este produs doar de viață. Cea mai mare parte a DMS din atmosfera Pământului este emisă de fitoplancton în mediile marine.
Structura atmosferei stabiltă prin analize spectrale
Existența DMS este mai puțin evidentă și necesită validare suplimentară. „Observațiile viitoare ale Webb ar trebui să poată confirma dacă DMS este într-adevăr prezent în atmosfera K2-18 b la niveluri semnificative”, a menționat Madhusudhan.
În timp ce K2-18 b se află în zona locuibilă și acum se știe că adăpostește molecule purtătoare de carbon, acest lucru nu înseamnă neapărat că planeta poate susține viață. Dimensiunea mare a planetei – cu o rază de 2,6 ori mai mare decât raza Pământului – înseamnă că interiorul planetei conține probabil o manta mare de gheață de înaltă presiune, precum Neptun, dar cu o atmosferă mai subțire, bogată în hidrogen și o suprafață oceanică. Se preconizează că lumile Hycean vor avea oceane de apă. Cu toate acestea, este, de asemenea, posibil ca oceanul să fie prea fierbinte pentru a fi locuibil sau lichid.
„Deși acest tip de planetă nu există în sistemul nostru solar, sub-Neptunurile sunt cel mai comun tip de planetă cunoscut până acum în galaxie.Am obținut până în prezent cel mai detaliat spectru al unei zone locuibilede tip „sub-Neptun”, iar acest lucru ne-a permis să elaborăm moleculele care există în atmosfera sa.”, a arătat specialistul.
Caracterizarea atmosferelor unor exoplanete precum K2-18 b – adică identificarea gazelor și a condițiilor fizice ale acestora – este un domeniu foarte activ în astronomie. Cu toate acestea, aceste planete sunt eclipsate – la propriu – de strălucirea stelelor lor părinte mult mai mari, ceea ce face explorarea atmosferelor exoplanetelor deosebit de dificilă.
Echipa a rezolvat această provocare analizând lumina de la steaua părinte a lui K2-18 b în timp ce trecea prin atmosfera exoplanetei. K2-18 b este o exoplaneta în tranzit, ceea ce înseamnă că putem detecta o scădere a luminozității pe măsură ce trece prin fața stelei gazdă. Așa a fost descoperită pentru prima dată exoplaneta în 2015, cu misiunea K2 a NASA. Aceasta înseamnă că, în timpul tranzitelor, o mică parte din lumina stelelor va trece prin atmosfera exoplanetei înainte de a ajunge la telescoape precum Webb. Trecerea luminii stelelor prin atmosfera exoplanetei lasă urme pe care astronomii le pot analiza pentru a determina gazele din atmosfera exoplanetei.
„Acest rezultat a fost posibil doar datorită gamei extinse de lungimi de undă și a sensibilității fără precedent a Webb, care a permis detectarea robustă a caracteristicilor spectrale cu doar două tranzite. Pentru comparație, o observație de tranzit cu Webb a furnizat o precizie comparabilă cu opt observații cu Hubble efectuate pe parcursul a câțiva ani și într-un interval de lungimi de undă relativ înguste. Aceste rezultate sunt produsul a doar două observații ale K2-18 b, cu multe altele în curs. Aceasta înseamnă că munca noastră aici este doar o demonstrație timpurie a ceea ce poate Webb. observați în exoplanete din zonele locuibile”, a mai spus Madhusudhan
Rezultatele echipei au fost acceptate pentru publicare în The Astrophysical Journal Letters.
Echipa intenționează acum să efectueze cercetări ulterioare cu spectrograful MIRI (Mid-Infrared Instrument) al telescopului, care speră să-și valideze în continuare descoperirile și să ofere noi perspective asupra condițiilor de mediu pe K2-18 b.
„Scopul nostru final este identificarea vieții pe o exoplanetă locuibilă, ceea ce ne-ar transforma înțelegerea locului nostru în univers. Descoperirile noastre sunt un pas promițător către o înțelegere mai profundă a lumilor Hycean în această căutare.”, a concluzionat Madhusudhan.
Telescopul spațial James Webb este cel mai important observator al științelor spațiale din lume. Webb rezolvă misterele sistemului nostru solar, privind dincolo de lumi îndepărtate din jurul altor stele și cercetează structurile și originile misterioase ale universului nostru și locul nostru în el. Webb este un program internațional condus de NASA cu partenerii săi, ESA (Agenția Spațială Europeană) și Agenția Spațială Canadiană.
Autor: Corina Gheorghe
Foto: NASA
