Astronomové objevili exoplanetu, která může mít správné podmínky pro život

Skupina astronomů z Institute of Astronomy, University of Cambridge, UK, objevila exoplanetu K2-18b, která je téměř devětkrát hmotnější než Země a obíhá kolem červeného trpaslíka K2-18. Planeta může být potenciálně obyvatelná. K2-18 je hvězdou spektrální třídy M, od Země ji dělí vzdálenost 111 světelných roků a její poloha se promítá do souhvězdí Lva. Hvězda je známá rovněž pod označením EPIC 201912552 a ve svém okolí hostí dvě planety: kromě K2-18b a ještě K2-18c.

První z nich – K2-18b – byla objevena v roce 2015, její průměr je 2,6× větší než průměr Země a její hmotnost 8,6× převyšuje hmotnost naší planety. Planeta obíhá kolem mateřské hvězdy jednou za 33 dnů ve vzdálenosti přibližně 0,15 AU a její index podobnosti se Zemí (tzv. Earth Similarity Index) je 0,73 (pro Zemi je tento index 1,0).

V roce 2019 informovaly dva nezávislé vědecké týmy o detekci vodní páry v atmosféře planety K2-18b, která je bohatá na vodík. Nicméně rozsah atmosféry a podmínky v její spodní části a na povrchu zůstávají neznámé.

„Vodní pára byla detekována v atmosférách četných exoplanet, avšak i když se planeta nachází v obyvatelné zóně, nemusí to znamenat, že na jejím povrchu jsou obyvatelné podmínky,“ říká Nikku Madhusudhan, hlavní autor studie. „K potvrzení vyhlídek na obyvatelnost je důležité dosáhnout jednotného porozumění podmínkám v atmosféře a na povrchu planety – především, zda kapalná voda může existovat pod touto atmosférou.“

Vzhledem k velkým rozměrům planety K2-18b bylo také navrhováno, že by mohla být spíše menší verzí Neptunu než větší verzí Země.

Zmenšená verze Neptunu – jak se předpokládá – má kolem sebe velkou vodíkovou obálku obklopující pod vysokým tlakem vrstvu vody s vnitřním jádrem složeným z horniny a železa. Pokud je vodíková obálka příliš hustá, teplota a tlak na povrchu vrstvy vody pod obálkou by byly příliš vysoké a nemohly by podporovat výskyt života.

Nyní Nikku Madhusudhan se svými spolupracovníky prokázal, že navzdory velikosti planety K2-18b nemusí být její vodíková obálka bezpodmínečně tak hustá a vrstva vody může mít ty správné vlastnosti pro podporu výskytu života.

Astronomové použili existující pozorování atmosfér, stejně tak i hmotností a průměrů k určení složení a struktury atmosféry a nitra planety na základě detailních počítačových modelů a statistických metod k vysvětlení vlastností planety. Potvrdili tak, že atmosféra může být bohatá na vodík s podstatným množstvím vodní páry. Zjistili rovněž, že úroveň dalších chemických prvků, jako je metan a čpavek, bude nižší, než se předpokládalo pro takové atmosféry.

Astronomové následně použili vlastnosti atmosfér jako hranici podmínek pro modely vnitřních oblastí planet. Zkoumali široké rozpětí modelů, které mohou vysvětlit vlastnosti atmosféry, stejně tak i hmotnost a průměr planety. To jim umožnilo určit oblast možných podmínek v nitru planety včetně rozsahu vodíkové obálky a teplot a tlaků ve vrstvě vody.

„Chceme znát hustotu vodíkové obálky,“ říká Matthew Nixon, spoluautor studie. „Zatímco jsou otázkou rozmanitá řešení, prokázali jsme, že nepotřebujeme mnoho vodíku k vysvětlení všech pozorování.“

Vědci zjistili, že pro maximální velikost vodíkové obálky jsou přípustné hodnoty kolem 6 % planetární hmotnosti, ačkoliv většina řešení vyžaduje mnohem menší množství. Minimální množství vodíku je kolem jedné milióntiny hmotnosti planety, podobně jako činí podíl hmotnosti atmosféry Země.

Především množství scénářů dovoluje výskyt vodního světa s kapalnou vodou na povrchu, pod ovzduším s tlakem a teplotou podobnými těm, jak to známe u pozemských oceánů.

Objev byl publikován v časopise Astrophysical Journal Letters.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/k2-18b-habitability-08171.html a https://scitechdaily.com/earth-2-0-astronomers-discover-large-exoplanet-that-could-have-the-right-conditions-for-life/

autor: František Martinek