К2–18 b: вода — вероятно, жизнь — едва ли

Так художник представляет себе систему K2–18. Изображение ESA/Hubble, M. Kornmesser с сайта spacetelescope.org
Так художник представляет себе систему K2–18. Изображение ESA/Hubble, M. Kornmesser с сайта spacetelescope.org

11 сентября опубликованы работы двух групп, интерпретировавших одни и те же данные космического телескопа «Хаббл», снявшего восемь транзитов планеты по диску звезды ­К2–181. При этом атмосфера планеты видна на просвет, и если в каком-то спектральном диапазоне сильнее поглощает свет звезды, то планета выглядит «толще». Именно это и зафиксировал «Хаббл»: планета чуть «разбухает» в полосе поглощения молекул воды в ближнем инфракрасном диапазоне в районе 1,4 микрона.

Звезда — большой красный карлик (0,4 массы Солнца), планета — суперземля, примерно 8 масс Земли. Расстояние до системы — 34 парсека. Планета находится в зоне обитаемости.

Наблюдения за К2–18 bНа графике справа — результаты наблюдений. По вертикали — отношение площади планеты к площади звезды (в миллионных долях) для каждого спектрального интервала. Как видно, несколько точек в районе 1,4 мкм выскочили вверх над средним на 1,5–2,5 стандартного отклонения (сигма).

Это интерпретируется как открытие паров воды в атмосфере K2–18 b. В одной из статей ­приводится статистическая значимость результата 3,6 σ, в другой — 3,9 σ. Процедура этих оценок толком не описана и представляется сомнительной. Никаких оценок хи-квадрат, как это принято «в хороших домах», нет. На глаз здесь не больше 2,5 σ, то есть результат маргинально значимый — вместо открытия следует говорить об указании на возможный эффект, что тоже достаточно важно.

Вода в атмосфере планет-гигантов найдена уже давно, тем же методом. Новость об открытии воды у планеты земного типа уже была2, но там результат был неправдоподобен и «рассосался» при более поздних измерениях. Здесь эффект более правдоподобен: тяжелая планета вполне способна удержать значительное количество воды. Плотность для тяжелой планеты относительно низкая (3,3), что означает либо толстую атмосферу, либо планету-океан.

Немного подозрительно то, что для объяснения величины эффекта требуется довольно пухлая атмосфера со значительной примесью водорода и/или гелия (средний молекулярный вес — от 3 до 11 в ­зависимости от наличия других газов). В принципе, такая планета может ­сохранить водород и тем более гелий, но может и потерять — тут нужны специальные оценки.

Про другие газы в атмосфере авторы сказать ничего не могут. Азот вообще не детектируется в исследованном диапазоне; СО2, СО, NH3, CH4 и другие газы, включая кислород, в принципе, детектируются, но не видны.

Система K2–18
Система K2–18

Новость надо признать весьма нашумевшей: народ уже интересуется, как туда долететь (34 парсека). Долететь нельзя, но то, что народ интересуется, — хорошо. К сожалению, жизнь на подобной планете крайне маловероятна. Толстая атмосфера означает сильный парниковый эффект. Хотя она получает тепла на единицу площади лишь немногим больше, чем Земля, очень вероятно, что условия на поверхности (если твердая поверхность существует) там похожи на венерианские. И вообще, системы красных карликов не самое лучшее место для жизни, хотя тяжелый карлик и большая планета облегчают ситуацию, но не настолько, чтобы можно было бы надеяться обнаружить ее следы. Тем более, что высокоразвитая фотосинтезирующая жизнь, вероятно, вообще редкий феномен.

Видимо, эти спектры близки к максимуму того, что можно выжать из «Хаббла». Ждем запуска «Джеймса Вебба».

Борис Штерн


1 Обе статьи есть в архиве е-принтов: arxiv.org/pdf/1909.04642.pdf, arxiv.org/pdf/1909.05218.pdf

2 См. trv-science.ru/2017/04/25/s-otkrytiem-atmosfery-u-ekzoplanety-pokhozhe-potoropilis/

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Связанные статьи

avatar
5 Цепочка комментария
3 Ответы по цепочке
0 Подписки
 
Популярнейший комментарий
Цепочка актуального комментария
6 Авторы комментариев
Владимир АксайскийАндрей Довгуляalex.melnikov1963Михаил ЭфроимскийБорис Штерн Авторы недавних комментариев
  Подписаться  
Уведомление о
Олег
Олег

«Скажите, а другого глобуса у вас нет?»… Так, вспомнилось чего-то. ))

Михаил Эфроимский
Михаил Эфроимский

Малая полуось = 0.143 а.е., эксцентриситет = 0.2 Такой высокий эксцентриситет и такая близость к звезде — это почти стопроцентная гарантия того, что планета была на каком-то этапе захвачена в несинхронный спин-орбитальный резонанс. Осталась эта планета, подобно Меркурию, в таком резонансе или выскользнула из него? Единственная возможность у планеты покинуть несинхронный спин-орбитальный резонанс — это сильно нагреться. Нагрев влечёт за собой уменьшение максвелловского времени. В результате этого, зависимость приливного момента сил от скорости вращения изменяется таким образом, что исчезает «ловушка» в резонансе и тело обретает возможность замедлять своё вращение, покуда оно не станет синхронным. Это произошло в четырьмя внутренними планетами… Подробнее »

Борис Штерн
Редактор
Борис Штерн

Если правда есть вода, то планета скорей всего попала на нынешнюю орбиту издалека — эти карлики первые миллионы лет светят на полтора-два порядка ярче и все прожаривают на таких орбитах.

Михаил Эфроимский
Михаил Эфроимский

Присоединиться к Да, с этим согласен. Но в случае, если её туда принесло позже, как она на тот момент вращалась? Когда б не Луна, молодая Земля синхронизировалась бы с Солнцем за 350 млн лет. А на самом деле за ещё более долгое время, ибо Земля исходно вращалась куда быстрее (Нынешнее медленное вращение объясняется присутствием Луны.) Это я к тому, что не слишком близкие планеты синхронизируются достаточно медленно. Там малая полуось в минус шестой степени. Посему, даже если планету принесло в ближнюю окрестность в относительно поздние времена, она, скорее всего, вращалась заметно быстрее среднего движения и финальное торможение вращения происходило вблизи… Подробнее »

Михаил Эфроимский
Михаил Эфроимский

Да, с этим согласен. Но в случае, если её туда принесло позже, как она на тот момент вращалась? Когда б не Луна, молодая Земля синхронизировалась бы с Солнцем за 350 млн лет. А на самом деле за ещё более долгое время, ибо Земля исходно вращалась куда быстрее (Нынешнее медленное вращение объясняется присутствием Луны.) Это я к тому, что не слишком близкие планеты синхронизируются достаточно медленно. Там малая полуось в минус шестой степени. Посему, даже если планету принесло в ближнюю окрестность в относительно поздние времена, она, скорее всего, вращалась заметно быстрее среднего движения и финальное торможение вращения происходило вблизи звезды. Потому… Подробнее »

alex.melnikov1963
alex.melnikov1963

Может это и не так плохо, что — «едва ли»…

Андрей Довгуля
Андрей Довгуля

Уважаемый Борис Евгеньевич!
Для существования жизни в известных формах,
кроме воды требуется вся таблица Менделеева.
Элементы тяжелее железа образуются при слиянии нейтронных звезд.
Поэтому планет с полным хим.составом видимо очень мало.
Вопрос. Можно-ли современными средствами определить
происхождение звезды из облака, оставшегося от слияния нейтронных звезд?
Это значительно уменьшит область поиска ВЦ.

Владимир Аксайский
Владимир Аксайский

Заметка понравилась, — похоже, смелость интерпретации наблюдений астрофизиков пропорциональна расстоянию до объекта. Любопытно, — квадрат отношения площадей Земли и Солнца ~ 0.009 ppm. Если оппоненты из системы К2−18 пользуются похожей методикой для транзита Земли по Солнцу, то вряд ли обнаружат нашу атмосферу. К слову, если на глаз судить по картинкам SOHO Movie Theater, то индикатриса солнечного ветра и, возможно, солнечного излучения в целом, резко анизотропна и сплющена. Так что, не исключено, у методики еще есть резервы совершенствования.

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (5 оценок, среднее: 4,80 из 5)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: