Πιθανά κατοικήσιμος μεγάλος εξωπλανήτης!

Οι αστρονόμοι εντόπισαν έναν εξωπλανήτη, μεγέθους διπλάσιου της Γης που θα μπορούσε να είναι κατοικήσιμος, υποδεικνύοντας ότι είναι δυνατή η αναζήτηση ζωής σε πλανήτες σημαντικά μεγαλύτερους από τη Γη, αλλά μικρότερους από τον Ποσειδώνα.
Μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Cambridge χρησιμοποίησε τα δεδομένα της μάζας, της ακτίνας και τις ατμόσφαιρας του εξωπλανήτη K2-18b και διαπίστωσε ότι είναι δυνατό να φιλοξενήσει υγρό νερό με ευνοϊκές για την ζωή συνθήκες κάτω από την πλούσια σε υδρογόνο ατμόσφαιρά του.

Τα αποτελέσματα αναφέρονται στο The Astrophysical Journal Letters.

Ο εξωπλανήτης K2-18b, 124 έτη φωτός μακριά, έχει 2,6 φορές την ακτίνα και 8,6 φορές την μάζα της Γης. Περιστρέφει γύρω από το αστέρι του μέσα στην «κατοικήσιμη ζώνη», δηλαδή στην απόσταση όπου οι θερμοκρασίες θα μπορούσαν να επιτρέψουν την ύπαρξη υγρού ύδατος. Ο πλανήτης αποτέλεσε αντικείμενο σημαντικής κάλυψης από τα μέσα ενημέρωσης το φθινόπωρο του 2019, καθώς δύο διαφορετικές ομάδες ανέφεραν ανίχνευση υδρατμών στην πλούσια σε υδρογόνο ατμόσφαιρα. Ωστόσο, η έκταση της ατμόσφαιρας και οι επιφανειακές συνθήκες του παραμένουν άγνωστες.

«Υδρατμοί έχουν ανιχνευθεί στις ατμόσφαιρες ορισμένων εξωπλανήτων αλλά, ακόμα και αν ο πλανήτης βρίσκεται στην κατοικήσιμη ζώνη, αυτό δεν σημαίνει απαραίτητα ότι υπάρχουν ευνοϊκές συνθήκες στην επιφάνεια», δήλωσε ο Δρ. Nikku Madhusudhan από το Ινστιτούτο του Cambridge. «Για να εδραιωθεί η προοπτική της ζωής (τουλάχιστον όπως την γνωρίζουμε), είναι σημαντικό να επιτευχθεί μια συνολική κατανόηση των επιφανειακών και ατμοσφαιρικών συνθηκών του πλανήτη -ιδίως, αν μπορεί να υπάρχει υγρό νερό κάτω από την ατμόσφαιρα».

Δεδομένου του μεγάλου μεγέθους του K2-18b, αυτός μοιάζει περισσότερο σαν μια μικρή έκδοση του Ποσειδώνα παρά μιας μεγάλη της Γης. Ένας «μίνι-Ποσειδώνας» αναμένεται να έχει ένα σημαντικό ποσοστό υδρογόνου που περιβάλλει ένα στρώμα νερού υπό υψηλή πίεση, με έναν εσωτερικό πυρήνα από βράχο και σίδηρο. Εάν όμως το περίβλημα υδρογόνου είναι πάρα πολύ παχύ, η θερμοκρασία και η πίεση στην επιφάνεια του ενδεχόμενου στρώματος νερού θα είναι πολύ μεγάλο για να στηρίξει τη ζωή.

Τώρα, ο Madhusudhan και η ομάδα του έχουν δείξει ότι παρά το μέγεθος του K2-18b, το περίβλημα του υδρογόνου δεν είναι απαραιτήτως πολύ παχύ και το στρώμα νερού θα μπορούσε να έχει τις κατάλληλες συνθήκες για τη ζωή. Χρησιμοποίησαν τις υπάρχουσες παρατηρήσεις της ατμόσφαιρας, καθώς και τη μάζα και την ακτίνα, για να προσδιορίσουν τη σύνθεση και τη δομή τόσο της ατμόσφαιρας όσο και του εσωτερικού χρησιμοποιώντας λεπτομερή αριθμητικά μοντέλα και στατιστικές μεθόδους για να επεξεργασθούν τα δεδομένα.

Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν ότι η ατμόσφαιρα είναι πλούσια σε υδρογόνο με σημαντική ποσότητα υδρατμών. Διαπίστωσαν επίσης ότι τα επίπεδα άλλων χημικών ουσιών όπως το μεθάνιο και η αμμωνία είναι χαμηλότερα από τα αναμενόμενα για μια τέτοια ατμόσφαιρα. Το κατά πόσον τα επίπεδα αυτά μπορούν να αποδοθούν σε βιολογικές διεργασίες παραμένει προς συζήτηση.

Στη συνέχεια η ομάδα χρησιμοποίησε τις ατμοσφαιρικές ιδιότητες ως οριακές συνθήκες για μοντέλα του πλανητικού εσωτερικού. Διερεύνησαν ένα ευρύ φάσμα μοντέλων που θα μπορούσαν να εξηγήσουν τις ατμοσφαιρικές ιδιότητες καθώς και τη μάζα και την ακτίνα του πλανήτη. Αυτό τους επέτρεψε να αποκτήσουν ένα φάσμα των πιθανών συνθηκών στο εσωτερικό, συμπεριλαμβανομένης της έκτασης του περιβλήματος υδρογόνου και των θερμοκρασιών και πιέσεων στο στρώμα νερού.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η μέγιστη μάζα του περιβλήματος υδρογόνου που δικαιολογεί τα δεδομένα είναι περίπου το 6% της μάζας του πλανήτη. Η ελάχιστη ποσότητα υδρογόνου είναι περίπου το ένα εκατομμυριοστό της μάζας του πλανήτη, παρόμοιο με το κλάσμα μάζας της ατμόσφαιρας της Γης. Ορισμένα σενάρια πιθανών συνθηκών, επιτρέπουν έναν ωκεάνιο κόσμο κάτω από μία ατμόσφαιρα με πίεση και θερμοκρασία παρόμοιες με εκείνες που αντιστοιχούν στους ωκεανούς της Γης.

Η μελέτη αυτή ανοίγει την αναζήτηση πιθανά ευνοϊκών συνθηκών σε εξωπλανήτες που είναι σημαντικά μεγαλύτεροι από τη Γη, πέρα ​​από τους εξωπλανήτες στο μέγεθος της Γης. Επιπλέον, οι πλανήτες όπως ο K2-18b είναι πιο προσιτοί για ατμοσφαιρικές παρατηρήσεις με τις τρέχουσες και μελλοντικές τεχνολογίες παρατήρησης. Οι παρατηρήσεις αυτές μπορούν να βελτιωθούν χρησιμοποιώντας μελλοντικές μεγάλες εγκαταστάσεις όπως το επερχόμενο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb.

ΠΗΓΗ: https://phys.org/news/2020-02-large-exoplanet-conditions-life.html

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ: Καλλιτεχνική απόδοση του k2-18b. Credit: ESA/Hubble, M. Kornmesser. (CC BY 2.0).

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Το νερό είναι κοινό, αλλά σπάνιο στους εξωπλανήτες!