Language
Country/Area
No result found
К2-18b: Какие неизвестные тайны скрыты в водородной атмосфере этой внеземной планеты?
K2-18b — экзопланета, вращающаяся вокруг красного карлика K2-18, примерно в 124 световых годах от Земли. По размеру планета классифицируется как субнептун, ее радиус примерно в 2,6 раза больше радиуса Земли, и она вращается в пределах обитаемой зоны своей родительской звезды за 33-дневный период. Это означает, что она получает столько же звездного света, сколько и Земля. Планета была впервые обнаружена с помощью космического телескопа «Кеплер», а позже наблюдалась с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) для изучения ее атмосферы.
В 2019 году ученые впервые сообщили о наличии водяного пара в атмосфере K2-18b, и это открытие привлекло большое внимание.
В 2023 году JWST обнаружил углекислый газ и метан в атмосфере K2-18b. Различные интерпретации этих данных позволяют предположить, что K2-18b может быть водянистой планетой с богатой водородом атмосферой или богатым газом мини-Нептуном. В любом случае К2-18b — это скорее имитация Нептуна или Урана, чем обитаемые условия на Земле. Это вызвало обширные дискуссии о его потенциальной обитаемости.
Характеристики К2-18
К2-18 — звезда-карлик М, расположенная в созвездии Льва, с температурой всего 3457 К и радиусом всего 45% Солнца. Возраст звезды составляет около 2,4 миллиарда лет, и она проявляет умеренную звездную активность. У звезды также есть планета на орбите K2-18b, K2-18c, которая может взаимодействовать с K2-18b посредством приливных эффектов.
Физические свойства К2-18б
K2-18b имеет радиус 2,610±0,087 R🜨 и массу 8,63±1,35 МЕ. Плотность планеты предполагает, что она может иметь богатую водородом внешнюю оболочку, возможно, каменное ядро плюс толстую оболочку или иметь состав, подобный Нептуну. Планеты такого среднего размера на удивление редки и образуют так называемую радиусную долину. Возможно, на формирование планеты ушли миллионы лет, но ее приливное нагревание вряд ли способствовало этому процессу.
Возможное существование океана
Вопрос о том, существует ли жидкая вода в К2-18b, остается неясным. Несмотря на то, что предыдущие данные предполагали, что вода находится в сверхкритическом состоянии, наблюдения JWST указывали на возможное существование жидкого океана. Но подтвердить это очень сложно, поскольку существование океана невозможно вывести только на основе его массы и радиуса.
Исследователи заявили: в сверхкритическом состоянии больше нет границы между жидкостью и газом, что затрудняет определение существования океана.
Предыдущие исследования предполагали, что в атмосфере K2-18b могут быть и другие компоненты, такие как аммиак, упрощенные молекулы углерода и т. д., но разные модели имеют разные объяснения этих компонентов, и научное сообщество все еще дискутирует.
Атмосфера и климат
По данным наблюдений космического телескопа «Хаббл», K2-18b имеет водородную атмосферу, и до сих пор существует некоторая неопределенность относительно наличия водяного пара. Наблюдения JWST показывают, что концентрация водяного пара в атмосфере крайне мала, менее 0,1%. Кроме того, JWST отметил, что метан и углекислый газ составляют около 1% атмосферы каждый. Концентрации других оксидов углерода не определены, доступны только верхние пределы. Атмосфера составляет до 6,2% массы планеты, а ее состав может быть аналогичен составу Нептуна или Урана.
Планетарная эволюция
Верхние слои атмосферы K2-18b будут подвержены воздействию высокоэнергетического излучения родительской звезды. Это высокоэнергетическое излучение нагреет атмосферу и приведет к образованию газообразного водорода, что может привести к выходу атмосферы. Такой процесс позволяет предположить, что даже если этот процесс продолжится, K2-18b может не полностью потерять атмосферу за время своего существования.
Обитаемость
Эта планета расположена в обитаемой зоне своей звезды, и количество получаемого ею звездного излучения составляет около 1368+114−107 Вт/м2, что аналогично земному. Однако то, как подтвердить истинную обитаемость K2-18b, будет зависеть от состава ее атмосферы и альбедо ее облаков. Наблюдения позволяют предположить, что глубокая атмосфера планеты может быть перегрета, а богатые водой слои могут быть пригодны для развития жизни.
Микробы могут выживать в среде, богатой водородом, что позволяет предположить, что водород не является камнем преткновения для жизни.
K2-18b, безусловно, является интересным объектом исследования. Ожидается, что благодаря возвращению космического телескопа Джеймса Уэбба в космос углубленное исследование планеты раскроет еще больше ее тайн. Итак, может ли эта планета действительно поддерживать жизнь?
