video: This artist's impression shows the planet K2-18b, its host star and an accompanying planet in this system. K2-18b is now the only super-Earth exoplanet known to host both water and temperatures that could support life. UCL researchers used archive data from 2016 and 2017 captured by the NASA/ESA Hubble Space Telescope and developed open-source algorithms to analyse the starlight filtered through K2-18b's atmosphere. The results revealed the molecular signature of water vapour, also indicating the presence of hydrogen and helium in the planet's atmosphere. view more
Credit: Credit: ESA/Hubble, M. Kornmesser
Der Planet K2-18b ist achtmal die Masse der Erde und ist bis jetzt der einzige bekannte Planet, außerhalb unseres Sonnensystems - man nennt diese Planeten auch Exoplaneten - auf dem sowohl lebensnotwendiges Wasser als auch lebensfähige Temperaturen gefunden worden
Die heute in Nature Astronomy veröffentlichte Studie ist die erste erfolgreiche Detektion einer Atmosphäre für einen Exoplaneten in der "habitablen Zone" in der ein Planet seinen Stern in genau der richtigen Entfernung umkreist, dass Wasser in flüssiger Form existieren kann.
Der Leitautor, Dr. Angelos Tsiaras (UCL-Zentrum für Weltraum-Exochemie-Daten (CSED)), sagte: Es ist unglaublich aufregend, Wasser in einer potenziell bewohnbaren Welt außerhalb des Sonnensystems zu finden. K2-18b ist nicht Erde 2.0", da er wesentlich schwerer ist und eine andere atmosphärische Zusammensetzung aufweist. Dies bringt uns jedoch der Beantwortung der grundlegenden Frage näher: Ist die Erde einzigartig? "
Das Team verwendete Archivdaten aus den Jahren 2016 und 2017, die vom Hubble-Weltraumteleskop der ESA / NASA erfasst wurden, und entwickelte Open-Source-Algorithmen zur Analyse des durch die Atmosphäre von K2-18b gefilterten Sternenlichts. Die Ergebnisse zeigten die molekulare Signatur von Wasser und weisen zusätzlich auf das Vorhandensein von Wasserstoff und Helium in der Atmosphäre des Planeten hin.
Die Autoren glauben, dass andere Moleküle, einschließlich Stickstoff und Methan vorhanden sein könnten. Allerdings können diese mit den verfügbaren Daten nicht nachgewiesen werden. Weitere Studien sind erforderlich, um die Wolkendecke und den Prozentsatz des vorhandenen atmosphärischen Wassers abzuschätzen.
Der Planet umkreist den kühlen Zwergstern K2-18, der in der Leo-Konstellation etwa 110 Lichtjahre von der Erde zu finden ist. Aufgrund der hohen Aktivität seines roten Zwergsterns ist K2-18b möglicherweise feindlicher als die Erde und wird wahrscheinlich mehr Strahlung ausgesetzt.
K2-18b wurde 2015 entdeckt und ist einer von Hunderten Super-Erden - Planeten mit einer Masse zwischen Erde und Neptun -, die von dem Kepler Teleskop der NASA gefunden wurden. Die TESS-Mission der NASA soll in den kommenden Jahren Hunderte weiterer Super-Erden aufspüren.
Mitautor Dr. Ingo Waldmann (UCL CSED) sagte: Da in den nächsten Jahrzehnten so viele neue Super-Erden zu erwarten sind, ist es wahrscheinlich, dass dies die erste Entdeckung vieler potenziell bewohnbarer Planeten ist. Dies liegt an zwei Tatsachen: Super-Erden wie K2-18b sind die häufigsten Planeten in unserer Galaxie, und rote Zwergesterne, die kleiner als unsere Sonne sind - sind die am häufigsten anzufindenden Sterne in der Milchstraße."
Die nächste Generation von Weltraumteleskopen, einschließlich des James Webb-Weltraumteleskops der NASA / ESA / CSA und der ARIEL-Mission der ESA, werden in der Lage sein, Atmosphären detaillierter zu charakterisieren, da sie fortschrittlichere Instrumente an Bord haben werden. ARIEL wird voraussichtlich im Jahr 2028 starten und 1.000 Planeten im Detail beobachten, um ein wirklich repräsentatives Bild von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu erhalten.
Professor Giovanna Tinetti (UCL CSED), Mitautorin und ARIEL Leiterin, sagte: Unsere Entdeckung macht K2-18 b zu einem der interessantesten Planeten für zukünftige Studien. Bis jetzt wurden über 4.000 Exoplaneten entdeckt, aber wir wissen nicht viel über deren Zusammensetzung und Natur. Durch die Beobachtung einer großen Anzahl von Planeten hoffen wir, dass sie die Geheimnisse ihrer Chemie, Entstehung und Evolution preisgeben."
"Diese Studie trägt zu unserem Verständnis der bewohnbaren Welten außerhalb unseres Sonnensystems bei und markiert eine neue Ära in der Exoplanetenforschung. Diese Erkenntnisse sind entscheidend um die Erde, unsere einzige Heimat, im Gesamtbild des Kosmos zu verstehen", sagte Dr. Tsiaras.
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Die Forschung wurde vom European Research Council und dem UK Science and Technology Facilities Council (UKRI) finanziert.
Journal
Nature Astronomy