Iskanje ekstra sončnih planetov je pokazalo nekaj zelo zanimivih odkritij. Poleg planetov, ki so bolj množične različice svojih sončnih kolegov (aka. Super-Jupiters in Super-Zemlje), je bilo veliko planetov, ki segajo v črto med klasifikacijami. In takrat so bili časi, ko so nadaljnja opazovanja pripeljala do odkritja več planetarnih sistemov.
To je zagotovo veljalo, ko je šlo za K2-18, sistem rdečih pritlikavih zvezd, ki se nahaja približno 111 svetlobnih let od Zemlje v ozvezdju Lev. Mednarodna skupina astronomov je s pomočjo ESO-jevega natančnega iskalnika radialne hitrosti za radialna hitrost (HARPS) nedavno pregledala že odkrito eksoplanet v tem sistemu (K2-18b), ko so opazili obstoj drugega eksoplaneta.
Študija, ki podrobno opisuje njihove ugotovitve - "Karakterizacija večplanetarnega sistema K2-18 s sistemom HARPS" - bo predvidoma objavljena v reviji Astronomija in astrofizika. Raziskavo sta podprla Svet za naravoslovje in raziskave iz Kanade (NSERC) in Inštitut za raziskave eksoplanetov - konzorcij znanstvenikov in študentov z univerze v Montrealu in univerze McGill.
Pod vodstvom Ryana Cloutierja, doktorskega študenta na Centru za znanost o planetih v Torontu in na Inštitutu za raziskovanje eksoplanetov (iREx) Univerze v Montréalu, so bili v skupini člani z Ženevske univerze, univerze Grenoble Alpes in univerze v Porto. Skupina je skupaj izvedla študijo K2-18b v upanju, da bi opisala ta eksoplanet in ugotovila njegovo resnično naravo.
Ko je bilo leta 2015 prvič odkrito K2-18b, je bilo ugotovljeno, da kroži v območju bivalne zvezde (aka. "Zona zlatokosa"). Skupina, odgovorna za odkritje, je tudi ugotovila, da je glede na oddaljenost od njene zvezde površina K2-18b prejela podobne količine sevanja kot Zemlja. Prvotne ocene velikosti planeta pa so astronomom postavile negotovost, ali je planet Super-Zemlja ali mini-Neptun.
Zato so Cloutier in njegova ekipa poskušali opisati maso planeta, ki je nujen korak k določitvi njegovih atmosferskih lastnosti in obsega. V ta namen so s spektrografom HARPS pridobili meritve radialne hitrosti K2-18. Te meritve so jim omogočile, da so postavile množične omejitve na prej odkritega eksoplaneta, pa tudi razkrile nekaj dodatnega.
Kot je Ryan Cloutier pojasnil v izjavi za javnost UTSc:
"Izmeriti maso in gostoto K2-18b je bilo izjemno, a odkrivanje novega eksoplaneta je bilo srečno in enako vznemirljivo ... Če lahko dobite maso in polmer, lahko izmerite prostorninsko gostoto planeta in to lahko pove vi, iz česa je sestavljena večina planetov. "
V bistvu so njihove meritve radialne hitrosti pokazale, da ima K2-18b maso približno 8,0 ± 1,9 mas Zemlje in prostorninsko gostoto 3,3 ± 1,2 g / cm³. To je skladno s kopenskim (aka. Skalnim) planetom s pomembnim plinovitim ovojem in deležem vodne mase, ki je enak ali manjši od 50%. Z drugimi besedami, bodisi je Super-Zemlja z majhno plinasto atmosfero (kot so Zemlje) ali "vodni svet" z debelo plastjo ledu na vrhu.
Našli so tudi dokaze za drugo "toplo" Super Zemljo z imenom K2-18c, ki ima maso 7,5 ± 1,3 zemeljske mase, orbitalno obdobje 9 dni in pol-glavno os, približno 2,4-krat manjšo od K2-18b. Po ponovnem pregledu prvotnih svetlobnih krivulj, dobljenih iz K2-18, so ugotovili, da K2-18c ni bil zaznan, ker ima orbito, ki ne leži na isti ravnini. Kot je Cloutier opisal odkritje:
»Ko smo prvič vrgli podatke na mizo, smo poskušali ugotoviti, kaj je to. Zagotoviti morate, da signal ni samo hrup in za natančno analizo morate preveriti, toda videli smo, da je bil začetni signal dober pokazatelj, da obstaja še en planet ... To ni bil trenutek eureke, ker smo še morali iti prek seznama stvari, ki jih je treba storiti, da preverimo podatke. Ko so bila preverjena vsa polja, je to dejansko planet. "
Na žalost novoodkrita K2-18c kroži preblizu svoje zvezde, da bi bila v območju, v katerem živi. Vendar je verjetnost bivanja K2-18b še vedno verjetna, saj je to odvisno od njegove sestave. Na koncu bo ta sistem koristil dodatne raziskave, ki bodo več kot verjetno vključevale NASA-jev vesoljski teleskop James Webb (JWST) - ki naj bi se začela v letu 2019.
Te raziskave pričakujejo, da bodo razrešile najnovejše skrivnosti o tem planetu, to je, ali je podoben Zemlji ali "vodnemu svetu". "Glede na trenutne podatke ne moremo razlikovati med tema dvema možnostma," je dejal Cloutier. "Toda s vesoljskim teleskopom James Webb (JWST) lahko preizkusimo ozračje in vidimo, ali je v njem obsežno ozračje ali je planet pokrit z vodo."
Kot je pojasnil René Doyon, glavni raziskovalec skoraj infrardečega slikanja in brezreznega spektrografa (NIRISS), instrumenta Kanadske vesoljske agencije na krovu JWST in soavtorja na tem dokumentu:
"Po uporabi tega teleskopa je veliko povpraševanja, zato morate biti natančni pri izbiri eksoplanetov. K2-18b je zdaj ena najboljših tarč za raziskavo ozračja, se nahaja na vrhu seznama. "
Odkritje te druge Super-Zemlje v sistemu K2-18 je še en pokazatelj, kako prevladujoči so sistemi več planetov okoli zvezd M (rdeče pritlikavke). Bližina tega sistema, ki ima vsaj en planet z gosto atmosfero, je prav tako zelo primeren za študije, ki bodo astronome naučile več o naravi eksoplanetnih atmosfer.
Pričakujte, da boste v prihodnjih letih slišali več o tej zvezdi in njenem planetarnem sistemu!
