Hledání mimosluněných planet odhalilo některé velmi zajímavé objevy. Kromě planet, které jsou masivnější verze jejich protějšků ze Slunce (aka. Super-Jupiters a Super-Earths), existuje spousta planet, které překračují hranici mezi klasifikacemi. A pak byly chvíle, kdy následná pozorování vedla k objevu mnoha planetárních systémů.
Určitě tomu tak bylo, když došlo na K2-18, systém červeného trpaslíka umístěný asi 111 světelných let od Země v souhvězdí Leva. Mezinárodní vyhledávací tým astronomů pomocí průzkumu radarů s vysokou přesností (ESO) s vysokou přesností zkoumal nedávno objevený exoplanet v tomto systému (K2-18b), když zaznamenal existenci druhého exoplanetu.
Studie, která podrobně popisuje jejich zjištění - „Charakterizace více planetárního systému K2-18 s HARPS“ - má být zveřejněna v časopise Astronomie a astrofyzika. Výzkum podpořili Kanadská rada pro přírodní vědy a výzkum (NSERC) a Institut pro výzkum exoplanet - konsorcium vědců a studentů z Montrealské univerzity a McGill University.
V čele s Ryanem Cloutierem, studentem doktorského studia na Univerzitě v Torontu, Centrum pro vědu o planetě a Institutem pro výzkum exoplanet v Montrealu (iREx), tým zahrnoval členy z Ženevské univerzity, University Grenoble Alpes a University of Porto. Tým společně provedl studii K2-18b v naději, že charakterizuje tento exoplanet a určí jeho skutečnou povahu.
Když byl K2-18b poprvé objeven v roce 2015, bylo zjištěno, že obíhá v obývatelné zóně hvězdy (aka. „Zóna Goldilocks“). Tým zodpovědný za objev také určil, že vzhledem k jeho vzdálenosti od své hvězdy, povrch K2-18b obdržel podobné množství záření jako Země. Počáteční odhady velikosti planety však ponechaly astronomy nejisté, zda byla planeta Super-Země nebo mini-Neptun.
Z tohoto důvodu se Cloutier a jeho tým snažili charakterizovat hmotu planety, což je nezbytný krok k určení jejích atmosférických vlastností a objemového složení. Za tímto účelem získaly měření K2-18 radiální rychlosti pomocí spektrografu HARPS. Tato měření jim umožnila omezit hromadění na dříve objevený exoplanet, ale také odhalila něco navíc.
Jak vysvětlil Ryan Cloutier v tiskovém prohlášení UTSc:
"Schopnost měřit hmotnost a hustotu K2-18b byla obrovská, ale objevovat nový exoplanet měl štěstí a stejně vzrušující ... Pokud dokážete získat hmotu a poloměr, můžete změřit objemovou hustotu planety a to dokáže říct z čeho je velká část planety vyrobena. “
Jejich měření radiální rychlosti v podstatě odhalilo, že K2-18b má hmotnost přibližně 8,0 ± 1,9 Země a objemovou hustotu 3,3 ± 1,2 g / cm3. To je v souladu s pozemskou (aka. Skalnatou) planetou s významnou plynnou obálkou a podílem vodní hmotnosti, který je roven nebo menší než 50%. Jinými slovy, je to buď Super-Země s malou plynnou atmosférou (jako Země) nebo „vodní svět“ s hustou vrstvou ledu nahoře.
Našli také důkazy pro druhou „teplou“ Super Zemi s názvem K2-18c, která má hmotnost 7,5 ± 1,3 Země, orbitální období 9 dnů a poloosovou osu zhruba 2,4krát menší než K2-18b. Po přezkoumání původních světelných křivek získaných z K2-18 dospěli k závěru, že K2-18c nebyl detekován, protože má oběžnou dráhu, která neleží ve stejné rovině. Jak Cloutier popsal objev:
"Když jsme poprvé hodili data na stůl, snažili jsme se zjistit, co to je." Musíte zajistit, aby signál nebyl jen šum, a musíte to provést pečlivou analýzou, abyste jej ověřili, ale když vidíte, že počáteční signál byl dobrým signálem, že existuje jiná planeta ... Nebyl to okamžik eureka, protože jsme stále museli jít prostřednictvím kontrolního seznamu věcí, které se mají provést, aby se údaje ověřily. Jakmile byly zkontrolovány všechny krabice, zapadlo to, páni, tohle je vlastně planeta. “
Naneštěstí nově objevený K2-18c obíhá příliš blízko ke své hvězdě, aby se nacházel v jeho obyvatelné zóně. Pravděpodobnost, že obyvatelstvo K2-18b je obyvatelné, však zůstává pravděpodobná, domníváme se, že to závisí na jeho velkém složení. Nakonec tento systém bude těžit z dalších průzkumů, které budou více než pravděpodobné zahrnovat vesmírný dalekohled James Webb Space Telescope (JWST), jehož spuštění je naplánováno na rok 2019.
Tyto průzkumy očekávají, že vyřeší nejnovější záhady o této planetě, ať už jde o Zemi nebo „vodní svět“. "Se současnými údaji nemůžeme rozlišit mezi těmito dvěma možnostmi," řekl Cloutier. "Ale s kosmickým dalekohledem James Webb (JWST) můžeme atmosféru sondovat a zjistit, zda má rozsáhlou atmosféru nebo je to planeta pokrytá vodou."
Jak René Doyon - hlavní vyšetřovatel blízkého infračerveného zobrazovacího a bezroztřískového spektrografu (NIRISS), nástroje Kanadské kosmické agentury na palubě JWST a spoluautor na papíře - vysvětlil:
"K použití tohoto dalekohledu je velká poptávka, takže při výběru exoplanet, na které se chcete podívat, musíte být pečliví." K2-18b je nyní jedním z nejlepších cílů pro atmosférickou studii, jde na začátek seznamu. “
Objev této druhé Super-Země v systému K2-18 je dalším náznakem toho, jak převládají multi-planetové systémy kolem hvězd typu M (červený trpaslík). Blízkost tohoto systému, který má alespoň jednu planetu se silnou atmosférou, je také vhodná pro studie, které budou astronomy učit více o povaze exoplanetových atmosfér.
Očekávejte, že se v nadcházejících letech dozvíte více o této hvězdě a jejím planetárním systému!
