[ad_1]
A Montreali Egyetem (UdeM) kutatói megtalálták az első megerősített, vízi világokba sorolt exobolygókat. A Kepler-138c és Kepler-138d névre keresztelt két „szuperföld” lényegében egypetéjű ikrek, mindkettő körülbelül 1,9-szer akkora, mint a Föld. A csillagászok korábban találtak egy olyan exobolygót, amelyről azt hitték, hogy vízi világ, de ezt a leletet még meg kell erősítenie a James Webb Űrteleszkópnak (JWST) valamikor jövőre.
A kutatók elmondják The Debrief hogy további munkára van szükség a Kepler-128c és a Kepler-138d összetételének teljes megértéséhez, és mindkét exobolygó csak vízgőzt tartalmazhat, felszíni vizet nem. Tekintettel azonban arra, hogy a víz az általunk ismert összes élet alapvető építőköve, a két exobolygó vízi világának izgalmas első megerősítése még mindig drámaian növeli annak valószínűségét, hogy idegen élet létezik a világegyetemben.
Az exobolygó vízi világai a legújabbak a lenyűgöző leletek növekvő sorában
1995 előtt a csillagászok és kozmológusok nem voltak biztosak abban, hogy a Naprendszerünkben található nyolc bolygón (elnézést, a Plútón) kívül még léteznek bolygók. Egy exobolygó első felfedezése óta ugyanabban az évben a Naprendszerünkön kívül ismert világok száma több mint 5000-re nőtt, és ez a szám egyre növekszik. A kezdeti felfedezések többsége olyan hatalmas gázóriásokra vonatkozott, mint a Jupiter és a Szaturnusz, de ahogy a kutatók továbbfejlesztették módszereiket és eszközeiket, beleértve a Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) és a Kepler Űrteleszkópot (becenevén a bolygókereső) is. a távoli csillagok körüli egyre kisebb bolygók életképesebbé váltak. Mégis, egy jelentős mennyiségű vízből álló világ megtalálása különösen megfoghatatlan volt, legalábbis mostanáig.
Korábban elméletileg elképzelt, de nem megerősített vízi világok
A Földtől mintegy 218 fényévnyire lévő Lyra csillagképben található két új bolygó egy M-osztályú (más néven vörös törpe) csillag körül kering, a Kepler-138 vagy a KOL-314. Ennek eredményeként a Kepler-138c és a Kepler 138-d sokkal közelebb vannak a fogadócsillaghoz, a teljes keringésük mindössze napokat vesz igénybe (13,8 és 23,1), szemben a Föld 365,25 napos pályájával.
A vörös törpecsillagok körüli bolygók megtalálása nem véletlen, mivel ezek lényegesen halványabbak, mint a fő sorozatú csillagok, például a Nap. Valójában a Kepler-teleszkóp először 2015-ben észlelte a két bolygót, innen ered a nevük is, de csak az UdeM két kutatója, Ph.D. Caroline Piaulet hallgató és tanácsadója, Björn Benneke professzor a Hubble Űrteleszkóppal és a Spitzer Űrteleszkóppal közelebbről megvizsgálta, hogy a 138c és a 138d is alapvetően vízi világok.
E-mailben a címre The DebriefPiaulet elmagyarázta, hogy összesen „10 Kepler-138d áthaladását figyelték meg Spitzerrel és 3-at Hubble-lel”, mielőtt megállapították, hogy jelentős mennyiségű vizet tartalmaznak, és nem sziklás világok, mint a korábban felfedezett szuperföldek.
„Korábban azt hittük, hogy a Földnél valamivel nagyobb bolygók nagy fém- és kőgömbök, mint a Föld felnagyított változatai, ezért neveztük őket szuperföldeknek” – magyarázta Benneke a leletet bejelentő sajtóközleményben. „Most azonban megmutattuk, hogy ez a két bolygó, a Kepler-138c és a d, természetükben egészen más: teljes térfogatuk nagy része valószínűleg vízből áll.”
Benneke azt is megjegyezte, hogy a csillagászok elmélete szerint nagyrészt vízből álló bolygók valószínűleg léteznek, de „ez az első alkalom, hogy olyan bolygókat figyelünk meg, amelyeket magabiztosan vízi világként lehet azonosítani”.
Kiadott közleményükben, amely a december 15-i számában jelenik meg Természetcsillagászat, a kutatók megjegyzik, hogy Hubble és Spitzer nem figyelte meg közvetlenül a vizet a két bolygón. Ehelyett összetételüket a Kepler-138 rendszerben lévő többi test gravitációjával való kölcsönhatásuk alapján számították ki. Ezek a számítások azt mutatták, hogy az iker-szuperföldek nem voltak olyan sűrűek, mint a sziklás világok, de sűrűbbek, mint a hélium/hidrogéngáz óriások, mint például a Jupiter. Ennek eredményeként a legjobb (és legvalószínűbb) válasz az volt, hogy mindkét bolygó jelentős mennyiségű vizet tartalmazott, így vízi világokba sorolták őket.
Mindkét bolygó sok gőzt és kevés vagy egyáltalán nem tartalmazhat folyékony vizet
Bár a Kepler-138c és a d valószínűleg úgyszólván vízben úszik, a kutatók arra figyelmeztetnek, hogy ezeken a világokon a legtöbb víz, ha nem az egész, nem biztos, hogy folyékony formában van a felszínen.
„A vízréteg olyan vastag, hogy a légkörtől egészen a bolygó mély, magas nyomású belsejébe nyúlik” – mondta Paulet. The Debrief. „Ezért a víz egy része gőz formájában van a légkörben, míg egy része nagynyomású vízfázisban, például a víz „szuperkritikus” fázisában.”
Piaulet elmondta The Debrief hogy a víz egy része elméletileg folyékony halmazállapotú lehet, ha a felhők eléggé visszaverik a csillag fényét ahhoz, hogy egy kicsit lehűtsék a bolygót, de nagyobb valószínűséggel számítanak egy „szuperkritikus vízóceánra” közvetlenül a gőzlégkör alatt. Azt is megjegyezte, hogy a nyomás általában növekszik, amikor a felszín alá mozog, így a felszín alatti víz jelenléte még kevésbé valószínű.
Összehasonlításképpen a kutatók megjegyzik, hogy ezeknek a bolygóknak a legközelebbi analógja, legalábbis összetételét tekintve, itt, a saját kozmikus kertünkben lenne.
„Ha a Kepler-138 c és d-re gondolunk, képzeljük el saját jeges vízi világunkat a Naprendszerben: a Jupiter és a Szaturnusz jeges holdjait, mint például a Ganümédész vagy az Európa” – mondta Piaulet. The Debrief. „Felfedezésünk arra utal, hogy a Kepler-138 c és d a jeges holdak változatai, csak nagyobbak és sokkal közelebb kerültek a csillaghoz, így jégréteg helyett kiterjedt vízgőz-atmoszférát rejtenek magukban.”
Lenyűgöző tippek egy lakható zóna bolygóról
Kutatásaik bónuszlelete egy negyedik bolygó lehetséges észlelése a rendszerben, aminek kísérleti neve Kepler-138-e (a csillaghoz legközelebbi bolygó a Kepler 138-b, és egy Mars méretű sziklás világ, amely az egyik a valaha talált legkisebb exobolygó). Amellett, hogy sziklás világ, az újonnan észlelt Kepler 138-e a csillag lakható zónájában található, ahol folyékony víz valóban létezhet a felszínén. Valójában a kutatók úgy vélik, hogy jó eséllyel a 138-e-ben is lehet víz, mivel legalább két bolygótársának van.
„A Kepler-138 c és d vízmennyisége azt sugallja, hogy távolabb keletkeztek a csillagtól, mint ahol most vannak, ahol bőséges a vízjég, és könnyebben felhalmozható” – mondta Piaulet. The Debrief. „A rendszer „zárt” konfigurációja arra enged következtetni, hogy a négy bolygó már kialakulásuk során közel lehetett egymáshoz, majd végül összehangoltan közelebb kerültek a csillaghoz. Ebben a forgatókönyvben a Kepler-138 b és e szintén vízben dús környezetben keletkezett volna, és kezdetben valószínűleg felhalmozódott volna némi vízben.
Piaulet mindazonáltal figyelmeztet arra, hogy mivel a Kepler-138 e tömege „alig fele akkora, mint a Földé”, „nyitott kérdés”, hogy a mai napig képes volt-e megtartani ezt a vizet vagy sem. Sajnos az újonnan felfedezett bolygó a mi szemszögünkből nem halad át a csillagon, így annak megállapítása, hogy van-e víze is, mint két szomszédja, sokkal többre lesz szükség, mint amennyire Hubble és Spitzer képes. Ami a víz jelenlétének megerősítését a Kepler-138c-n és a d-n, vagy akár más vízi világok megtalálását illeti, a kutatók megjegyzik, hogy hamarosan megérkezhet a segítség.
„Ahogy műszereink és technikáink elég érzékenyekké válnak ahhoz, hogy megtaláljuk és tanulmányozzuk a csillagaiktól távolabb eső bolygókat, sokkal több vízi világot találhatunk, mint például a Kepler-138 c és d” – magyarázta Benneke.
Piaulet beleegyezett, és mesélt The Debrief hogy további kutatásokra van szükség a felfedezésük megerősítéséhez, és az olyan teleszkópok, mint a James Webb Űrteleszkóp, alkalmasak lehetnek a feladatra.
Okunk van azt hinni, hogy ennél a két „vízi világnál” több is lehet, és még mindig meg kell győződnünk arról, hogy kis sűrűségük valóban víz, vagy metán vagy ammónia is benne van, amelyek sűrűsége hasonló a vízhez. – magyarázta. „Ezt a kérdést csak úgy lehet megoldani, ha megvizsgáljuk ezeknek a bolygóknak a légkörét, sőt, olyan űralapú obszervatóriumokkal, mint a JWST!”
Christopher Plain regényíró, humorista és a The Debrief tudományos írója. Kövesd és lépj kapcsolatba vele a Twitteren @plain_fiction, és ismerkedjen meg könyveivel a plainfiction.com oldalon. Vagy írjon neki e-mailt közvetlenül a christopher@thedebrief.org címre.