Deszcz pada też na innych planetach. Poznajcie K2-18b

Znalezienie wody wokół egzoplanety (świata poza Układem Słonecznym) jest zawsze ekscytującym dla naukowców wydarzeniem. Woda jest bowiem kluczowym składnikiem życia na naszej planecie, więc zawsze pobudza wyobraźnię astronomów.

Co prawda większość egzoplanet, na których ta cząsteczka występuje to ogromne kule gazu, podobne do Neptuna, czy Jowisza, na których nie ma szans na istnienie życia, ale czasem udaje się znaleźć coś z potencjałem.

Para wodna znaleziona w atmosferze K2-18b, która jest nieco ponad dwa razy większa od Ziemi wskazuje właśnie na taki potencjał. Jest to najmniejszy jak dotąd świat z wodą w otaczającej atmosferze i możliwe, że pada tam nawet woda w stanie ciekłym potocznie zwana deszczem.

Jeśli dodamy do tego fakt, że K2-18b orbituje wokół swojej gwiazdy w tzw. strefie życia (czyli w takiej odległości, w której biogeneza jest naszym zdaniem możliwa), świat ten jest bardzo obiecującym kandydatem, jeśli chodzi o poszukiwanie życia pozaziemskiego.

K2-18b, jest mniej więcej dwa razy większa od Ziemi i prawie dziewięciokrotnie od niej masywniejsza. To sprawia, że astronomowie nazywają ją mini-Neptunem. Najważniejszą jednak i wspólną z Ziemią cechą jest właśnie woda w stanie ciekłym, która została wykryta w atmosferze tej egzoplanety. Co prawda nie oznacza to od razu, że na jej powierzchni występują duże zbiorniki wodne (np. w postaci oceanów)

Naukowcy po raz pierwszy znaleźli K2-18b, dzięki teleskopowi kosmicznemu Kepler, znajdującemu się prawie 100 milionów mil od Ziemi, który polował na egzoplanety przez większą część ostatniej dekady. Jest to dość wymagające zadanie. Ilekroć egzoplaneta przechodzi bezpośrednio między gwiazdą macierzystą a Ziemią, delikatnie przyciemnia światło gwiazdy - właśnie te zmiany, fachowo nazywane tranzytami wychwytywał.

W ten sposób, naukowcom udało się odkryć ponad 2000 egzoplanet. W tym właśnie K2-18b, która po raz pierwszy zapozowała do obiektywu w 2015 r. z odległości 111 lat świetlnych od Ziemi. Jej odkrywcą był Bjorn Benneke z University of Montreal

Następnie w 2016 i 2017 r. Benneke i jego zespół użyli Kosmicznego Teleskopu Hubble'a aby dowiedzieć się więcej o atmosferze K2-18b. Skład atmosfery danej planety może powiedzieć nam wiele, o tym co czai się na jej powierzchni. Na przykład znaczne ilości metanu w ziemskiej atmosferze są produktem ubocznym wielu żyjących tutaj organizmów biologicznych.

Badanie atmosfery egzoplanet, podobnych do Ziemi jest jednak niezwykle trudne. Chodzi o to, że skaliste światy odbijają stosunkowo niewiele światła, przez co bardzo trudno się im przyglądać. Szczególnie, jeśli znajdują się w pobliżu jasnych gwiazd.

Taka sytuacja powoduje czasem, że obserwacje skalistych egzoplanet są właściwie niemożliwe. Aby dowiedzieć się, co znajduje się w atmosferze egzoplanety, badacze muszą obserwować światło gwiazdy, która przechodzi przez „zewnętrzne krawędzie” danego świata. Kiedy światło przechodzi przez gaz, ulega ono lekkiemu zakrzywieniu, co wskazuje na rodzaje obecnych cząsteczek w atmosferze. To niezwykle delikatny i wymagający pomiar.

W przypadku K2-18b badacze mieli szczęście, ponieważ ma ona atmosferę, która rozciąga się daleko w kosmos, co czyni ją o wiele łatwiejszą do badania.

Benneke i jego zespół obserwowali planetę przez okres ośmiu tranzytów, co pozwoliło im na wykrycie pary wodnej w jej atmosferze. Na podstawie przeprowadzonych obserwacji stworzyli następnie jej model klimatyczny, co pozwoliło z kolei odkryć, że tamtejsza para prawdopodobnie formuje się w chmury, w których woda kondensuje się, a następnie spada na planetę - tak jak na Ziemi.

Dysponując obecnymi modelami i obserwacjami, badacze nadal nie mogą powiedzieć zbyt wiele na temat wyglądu samej powierzchni K2-18b. Prof. Seager zauważa, że ​​egzoplanety, o których uważa się, że są skaliste, jak Ziemia, Wenus lub Mars, mają zazwyczaj rozmiar mniejszy, niż 1,6 Ziemi. Rozmiar K2-18b odpowiada ok. 2,3 Ziemi, co może oznaczać, że jej powierzchnia prawdopodobnie nie jest skalista.

Bardzo prawdopodobne np., że K2-18b posiada skaliste jądro, otoczone gigantycznych rozmiarów atmosferą. Albo np. jej duży rozmiar bierze się z ogromnych skupisk lodu (co miałoby wiele sensu, zważywszy obecność wody w jej atmosferze). Oba scenariusze niestety nie sprzyjają obecności występowania zbiorników wody w stanie ciekłym na jej powierzchni.

Następnym krokiem Benneke'a i jego zespołu będzie dowiedzieć się więcej o tym, jak wygląda K2-18b i jakie inne gazy mogą znajdować się w jej w atmosferze planety. Naukowcy mogą uzyskać te informacje, gdy w nadchodzących latach pojawią się mocniejsze teleskopy. Chodzi tu np. o teleskop kosmiczny Jamesa Webba, który będzie najpotężniejszym obserwatorium po uruchomieniu w 2021 r.

Jak na razie wiemy jedynie, że K2-18b jest bardzo mokrą planetą. Niezależnie od tego, jak wygląda jej powierchnia.