Izgalmas molekulákra bukkant a James Webb-űrtávcső egy lakhatósági zónában keringő masszív kőzetbolygó légkörében

7652

A K2–18 egy vörös törpecsillag a Naprendszertől 128 fényév távolságra, az Oroszlán csillagképben. A Kepler-űrtávcsővel 2015-ben a központi égitest mellett egy fedési exobolygót fedeztek fel a csillagászok. A 33 napos keringési periódusú kőzetbolygó, a K2–18b a csillag lakhatósági zónájában, vagyis tőle olyan távolságra kering, ahol a víz cseppfolyós halmazállapotban lehet jelen a bolygó felszínén. 2017-ben, spektroszkópiai mérések alaján egy újabb bolygót találtak a rendszerben, az elsőnél közelebb a központhoz, mindössze 9 napos keringési periódussal. Ez a K2–18c jelű bolygó a lakhatósági zónán jóval belül kering, így felszíne meglehetősen forró. Jelen írás témája az elsőként felfedezett K2–18b exobolygó.

A rendszer paraméterei alapján már a nyolc évvel ezelőtti felfedezésekor tisztában voltak vele a szakemberek, hogy a K2–18b kitűnő célpont lesz az akkor még javában épülőben lévő James Webb-űrtávcső (JWST) számára, mert ezzel a műszerrel meg tudják vizsgálni a bolygó légkörének kémiai összetételét. Most, hogy a JWST végre működik, meg is kezdődtek vele ezek a mérések, az első eredmények pedig meglehetősen izgalmasak. A csillagászok bizonyos biomarkereket, vagyis olyan vegyületeket találtak a légkörben, amelyek élet jelenlétére utalhatnak.

Fantáziarajz a K2–18 jelű gazdacsillagról és két ismert bolygójáról. Jobbra, az előtérben a K2–18b-t, a jelen beszámolóban ismertetett exobolygót láthatjuk. Ennek kőzettestét valószínűleg vízóceán borítja, légköre pedig hidrogénben gazdag. A K2–18b-től balra, a távolban a rendszer egy másik ismert bolygóját, a központi csillaghoz nála közelebb keringő K2–18c-t is ábrázolta a művész. Mindkét bolygó a szub-Neptunuszok családjába tartozik, a Földnél 5–9-szer nagyobb tömeggel és 2–3-szor nagyobb átmérővel. Forrás: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI).

A K2–18b a Földnél majdnem 9-szer nagyobb tömegű kőzetbolygó. Az ilyen, úgynevezett szub-Neptunuszok a leggyakoribb fajta bolygók az ismert exobolygók között, ám a Naprendszerben egyetlen hasonló sincs. Így a csillagászok még nem sokat tudnak róluk és az azokat burkoló légkör természetéről, a témában pedig aktív tudományos viták zajlanak.

A friss megfigyelési adatok arra utalnak, hogy a bolygó hidrogénben gazdag légköre alatt vízóceán boríthatja a felszínt. Az ilyen bolygókat hiceánbolygóknak keresztelték el a csillagászok. Ez a felfedezés rámutat annak fontosságára, hogy a szakemberek a földönkívüli élet utáni kutatás során a lakható környezetek lehetőségeinek minél szélesebb skáláját vegyék tekintetbe. Hagyományosan a Földhöz hasonló kőzetbolygók állnak a kutatások középpontjában, ám a jelenlegi műszereinkkel jóval könnyebb a K2–18b-hez hasonló, nagyobb hiceánbolygók légkörének vizsgálata.

A JWST infravörös spektrográfjával a K2–18b légkörében nagy mennyiségű metánt és szén-dioxidot mutattak ki a kutatók, míg ammóniából a vártnál kevesebbet találtak. Ezek a jelek mind a hidrogéndús légkör alatti vízóceán jelenlétére utalnak. A Webb első mérései azt sugallják továbbá, hogy a légkörben dimetil-szulfid (DMS) is jelen lehet. Ezt a szerves molekulát itt a Földön csak élő szervezetek állítják elő. Ez utóbbi észlelés azonban egyelőre bizonytalan, és az ellenőrzéséhez további mérések szükségesek.

A szakemberek ezért folytatják a K2–18b megfigyelését a JWST műszereivel. A bolygó légkörének spektroszkópiai tanulmányozását a csillagfedés teszi lehetővé. A Kepler-űrtávcső azért tudta felfedezni ezt az exobolygót, mert központi csillaga körül éppen olyan pályán helyezkedik el, ahol minden keringés során egyszer átvonul a csillag korongja és a Föld között. Ez a fedés csekély elhalványulást okoz a központi csillag általunk megfigyelhető fényében. Ugyanez a geometriai elrendezés engedi meg azt, hogy a központi csillagnak a bolygóhoz képest vakító fénye ellenére a JWST kimutathassa a bolygó légkörének színképre gyakorolt hatását. Amikor ugyanis a K2–18b 33 naponta egyszer átvonul saját központi csillaga és a Föld között, a gazdacsillag fényének egy kicsiny része az exobolygó légkörén átszűrődve jut el az űrtávcsőbe. A precíz megfigyelésekhez szükség volt a JWST infravörös érzékenységére és a műszer rendkívüli pontosságára is.

Az eddigi eredmények még semmiképp sem bizonyítják azt, hogy élet volna jelen a K2–18b exobolygó felszínén vagy óceánjaiban. A csillagászok azonban bizakodóak, és folytatják ennek és számos hasonló exobolygónak a megfigyelését a JWST egyedülálló műszereivel, remélve, hogy előbb-utóbb kétséget kizáróan igazolni tudják a Földön kívüli élet jelenlétét egy távoli bolygón.

Forrás: WebbTelescope.org

Hozzászólás

hozzászólás