K2-18

K2-18
ilustracja
Gwiazdozbiór

Lew

Rektascensja

11h 30m 14,518s

Deklinacja

+07° 35′ 18,26″

Paralaksa (π)

0,0262686 ± 0,0000546″

Odległość

124,2 ± 0,3 ly
38,07 ± 0,08 pc

Wielkość obserwowana

13,50m

Charakterystyka fizyczna
Rodzaj gwiazdy

czerwony karzeł

Typ widmowy

M2.8

Masa

0,495 ± 0,004 M☉

Promień

0,469 ± 0,010 R☉

Metaliczność [Fe/H]

0,123 ± 0,157

Okres obrotu

39,63 ± 0,50 d

Temperatura

3503 K

Alternatywne oznaczenia
2MASS: J11301450+0735180
EPIC 201912552

K2-18, znana również jako EPIC 201912552 – gwiazda w gwiazdozbiorze Lwa, odległa o około 124 lata świetlne (~38 pc) od Słońca. Gwiazda ma układ planetarny, który tworzą co najmniej dwie egzoplanety.

Charakterystyka obserwacyjna

◎ K2-18

Gwiazda ma obserwowaną wielkość gwiazdową 13,5m, co oznacza, że nie jest widoczna gołym okiem. Współrzędne Międzynarodowego Niebieskiego Układu Odniesienia (ICRS) systemu planetarnego K2-18 to rekt. 11h30m14,518s, dekl. +07°35′18,257″. To umieszcza ją w gwiazdozbiorze Lwa, ale poza asteryzmem tej konstelacji. Przybliżone położenie K2‑18 na mapie nieba na tle konstelacji Lwa pokazano po lewej.

Charakterystyka fizyczna

K2-18 to czerwony karzeł o typie widmowym M2,8. Temperatura jego powierzchni wynosi około 3500 K, a okres obrotu wokół osi to około 39,6 ziemskich dni. Masa tej gwiazdy jest oceniana na ok. 49,5% masy Słońca, jej promień natomiast stanowi ok. 46,9% promienia Słońca.

Układ planetarny

Wizja artystyczna układu K2-18, na pierwszym planie po lewej planeta K2-18b

K2-18 ma układ planetarny z dwiema znanymi planetami. Większa z nich to K2-18b, super-Ziemia (przez niektórych naukowców zaliczana raczej do kategorii mini-Neptun), znajdująca się w ekosferze K2‑18. Jest to pierwszy przypadek odkrycia – w ekosferze gwiazdy innej niż Słońce – egzoplanety niebędącej gazowym olbrzymem, w której znaleziono wodę w jej atmosferze. Mniejsza z planet to gorąca super-Ziemia K2‑18c.

Obie planety są bardziej masywne (od 5 do 9 razy) od Ziemi, ale nadal należą do kategorii super-Ziemi o prawdopodobnych skalistych powierzchniach. K2‑18b, planeta znajdująca się dalej od gwiazdy macierzystej, ma okres orbitalny wynoszący ok. 33 dni. Druga planeta, K2‑18c znajduje się bliżej gwiazdy macierzystej i ma okres orbitalny ok. 9 dni.

K2-18b, umiarkowana super-Ziemia albo mini-Neptun

 Osobny artykuł: K2-18b.

Odkrycia K2-18b dokonano metodą pomiaru prędkości radialnej, wykorzystując spektrograf HARPS z obserwatorium La Silla w Chile w 2015 r.

W latach 2016–2017 opracowano algorytmy dla Kosmicznego Teleskopu Hubble’a do analizy światła emitowanego przez gwiazdę i przefiltrowanego przez atmosferę egzoplanety. 11 września 2019 roku ujawniono, że dzięki danym uzyskanym przez Teleskop Hubble’a w atmosferze K2‑18b została wykryta woda w postaci pary. Dane te wskazują na atmosferę prawdopodobnie bogatą w wodór i hel, zawierającą chmury wodne i możliwość opadów podobnych do tych na Ziemi. Jest to zatem pierwszy przypadek odnalezienia w ekosferze gwiazdy innej niż Słońce takiej planety, w której wykryto molekularną wodę. Odkrycie cząsteczek wody w atmosferze nie oznacza, że woda w stanie ciekłym jest również obecna na powierzchni planety, chociaż uważa się, że jest to możliwe.

Okres orbitalny planety wynosi 32,9396 ziemskich dni, natomiast półoś wielka jej orbity wynosi 0,1591 ± 0,004 au. Wyznaczona przez badaczy masa K2‑18b wynosi 8,63 ± 1,35 M🜨. Temperatura równowagowa planety(inne języki) wynosi około 265 K (tj. –8°C), bardzo zbliżoną do temperatury równowagowej dla Ziemi (wynoszącej około 257 K, tj. –18 °C), astronomowie uważają zatem, że planeta ta może mieć dobre warunki do utrzymania ciekłej wody na swojej powierzchni.

Astronomowie postawili hipotezę o scenariuszu, który sprawia, że planeta może nadawać się do zamieszkania: może to być skalista planeta z ciekłą wodą na powierzchni. Może też jednak być pokryta lodem, podobna do Neptuna. Naukowcy są przekonani, że wykorzystanie przyszłego Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, który zostanie uruchomiony w 2021 r., umożliwi gromadzenie informacji w celu lepszego scharakteryzowania jej atmosfery.

K2-18c, gorąca super-Ziemia

W 2017 r. kanadyjski astronom Ryan Cloutier i jego współpracownicy ogłosili odkrycie drugiej planety w układzie K2‑18. Jej istnienie zostało potwierdzone w październiku 2018 r. przez ten sam zespół. Planeta, oznaczona K2‑18c znajduje się prawie dwa i pół raza bliżej macierzystej gwiazdy (półoś wielka jej orbity wynosi tylko 0,060 ± 0,003 au) niż K2‑18b i jest od niej około półtorakrotnie mniej masywna (wyznaczona przez badaczy masa tej planety wynosi 5,62 ± 0,84 M🜨); ma też znacznie krótszy (ponad trzyipółkrotnie) okres orbitalny, wynoszący tylko niespełna 9 dni.

Uwagi

  1. ↑ Odległość systemu gwiezdnego K2-18 od Ziemi szacowana była w 2015 roku przez Benjamina Monteta i współpracowników na około 34 ± 4 parseków, czyli ok. 111 ± 13 lat świetlnych (1 parsek [pc] ≈ 3,2616 roku świetlnego). Uwzględniające najnowsze dane pozyskane dzięki misji sondy Gaia aktualne archiwum egzoplanet NASA podaje odległość do K2‑18 z górnego zakresu przybliżenia podanego wcześniej przez Monteta, bo 38,068 ± 0,079 pc, tj 124,16 ± 0,26 lat świetlnych.
  2. ↑ Dla porównania temperatura powierzchni Słońca, które jest żółtym karłem ciągu głównego ewolucji gwiazd, zaliczanym do typu widmowego G2V, wynosi 5778 K.
  3. ↑ Dla porównania okres obrotu Słońca wokół jego osi wynosi (na równiku słonecznym) około 25 dni, a na biegunach ponad 35 dni.
  4. ↑ Zarówno oszacowania promienia, jak i masy gwiazdy centralnej układu K2-18 różnią się między sobą w zależności od tego, jakie zespoły badawcze publikowały swoje wyniki. Np. amerykański zespół Benjamina Z. Monteta w 2015 r. opublikował artykuł, w którym gwiazdę oszacowano na 39,4% R☉ i 41,3% M☉, zespół kanadyjski pod kierunkiem Ryana Cloutiera w roku 2017 – na 41,1% R☉ i 35,9% M☉, zespół Arturo O. Martineza, również w 2017 r., podał 41,1% R☉ i 41,9% M☉, zaś najnowsze wyniki zespołu Cloutiera opublikowane we wrześniu 2019 r. wskazują 49,5% M☉ i 46,9% R☉
  5. 1 2 NASA w swoim katalogu podaje kilka nieznacznie różniących się danych, wskazując przy tym na publikacje źródłowe. Najnowsze oszacowanie pochodzi z roku 2018 (Sarkis i współpracownicy) i podaje 32,939623+0,000095/−0,000100 dni ziemskich.
  6. 1 2 Starsze oszacowania zespołu Ryana Cloutiera, z roku 2017, wskazywały na wyniki nieco inne i były mniej dokładne: dla K2‑18b podawano 8,0 ± 1,9 M🜨, a dla K2‑18c – 7,5 ± 1,3 M🜨.
  7. ↑ Björn Benneke w swojej najnowszej pracy porównuje temperaturę równowagową 265 K oszacowaną dla K2‑18b z temperaturą 257 K wyliczoną dla Ziemi (inne źródła podają dla Ziemi 255 K).
  8. ↑ Katalog NASA podaje, za opublikowanymi w 2017 roku wynikami Ryana Cloutiera i współpracowników, okres orbitalny K2‑18c wynoszący 8,962 ± 0,008 dni, natomiast nowsze badania tego samego zespołu, z roku 2019, korygują nieznacznie ten parametr – na 8,997 ± 0,007 dni.

Przypisy

  1. 1 2 K2-18. [w:] NASA Exoplanet Archive [on-line]. NASA Exoplanet Science Institute. [dostęp 2019-09-12]. (ang.).
  2. 1 2 Habitable Exoplanets Catalog (UPR) ↓.
  3. 1 2 3 Cloutier i in. 2019 ↓, s. 13 (Table 3).
  4. ↑ Benneke i in. 2017 ↓.
  5. ↑ Sarkis i in. 2018 ↓.
  6. 1 2 3 Cloutier i in. 2017 ↓.
  7. 1 2 K2-18 w bazie SIMBAD (ang.) [dostęp 2019-09-12]
  8. 1 2 3 4 5 Pallab Ghosh: Water found for first time on potentially habitable planet. BBC, 2019-09-12. [dostęp 2019-09-12]. (ang.).
  9. ↑ EPIC 201912552 – Open Exoplanet Catalogue ↓.
  10. ↑ Habitable Planet Reality Check: EPIC 201912552b 2015 ↓.
  11. 1 2 Cloutier i in. 2019 ↓, s. 1,13 (Table 3).
  12. 1 2 3 Cloutier i in. 2019 ↓.
  13. 1 2 3 Michael Greshko, Water found on a potentially life-friendly alien planet, „National Geographic”, 11 września 2019 [dostęp 2019-09-12] (ang.).
  14. Sarkis i in. 2018 ↓, s. 11 (Table 3).
  15. D.R. Williams: Sun Fact Sheet. NASA, 2013-06-01. [dostęp 2014-07-25].
  16. Montet i in. 2015 ↓, s. 5,13.
  17. Montet i in. 2015 ↓, s. 5 (Table 2).
  18. Cloutier i in. 2017 ↓, s. 1,12.
  19. Martinez i in. 2017 ↓, s. 7.
  20. Benneke i in. 2019 ↓, s. 1.
  21. Chris Mihos: Equilibrium Temperatures of Planets. Department of Astronomy, Case Western Reserve University. [dostęp 2019-09-13]. (ang.).
  22. Solar Rotation Varies by Latitude. NASA, 2013-01-23. [dostęp 2019-09-14]. (ang.).

Bibliografia