K2-18b to egzoplaneta odkryta w 2015 roku, która znajduje się w strefie zamieszkiwalnej swojej gwiazdy i jest jednym z najbardziej obiecujących kandydatów do poszukiwania życia pozaziemskiego. Ta mini-Neptun, oddalona o 124 lata świetlne od Ziemi, przykuwa uwagę naukowców dzięki obecności wodoru, metanu i potencjalnie dwutlenku węgla w swojej atmosferze.
Kluczowe fakty
- K2-18b została odkryta w 2015 roku przez teleskop Kepler
- Masa planety wynosi około 8,6 masy Ziemi
- Promień jest 2,6 razy większy od promienia Ziemi
- Odległość od Ziemi: 124 lata świetlne w gwiazdozbiorze Lwa
- Okres orbitalny wokół gwiazdy K2-18: 33 dni ziemskie
- Temperatura powierzchniowa szacowana na -73°C do +47°C
- W 2023 roku teleskop JWST wykrył oznaki dimetylosiarczku (DMS) w atmosferze
- Znajduje się w strefie zamieszkiwalnej czerwonego karła
Charakterystyka K2-18b egzoplaneta
K2-18b należy do kategorii planet określanych jako sub-Neptuny lub mini-Neptuny. Oznacza to, że jest większa od Ziemi, ale mniejsza od Neptuna. Planeta krąży wokół czerwonego karła K2-18, gwiazdy znacznie chłodniejszej i mniejszej od Słońca.
Właściwości fizyczne K2-18b plasują ją w unikalnej kategorii. Jej masa i promień sugerują, że może posiadać gęstą atmosferę składającą się głównie z wodoru. Pod nią może znajdować się warstwa ciekłej wody lub ocean wodny, co czyni ją potencjalnym światem hycejskim (z ang. Hycean – połączenie hydrogen i ocean).
Strefa zamieszkiwalna, w której znajduje się planeta, to obszar wokół gwiazdy, gdzie temperatura pozwala na istnienie wody w stanie ciekłym. To kluczowy warunek dla życia w takiej formie, jaką znamy na Ziemi.
Odkrycia teleskopu kosmicznego Jamesa Webba
W 2023 roku teleskop kosmiczny Jamesa Webba (JWST) dokonał przełomowych obserwacji K2-18b. Spektroskopia transmisyjna ujawniła obecność metanu i dwutlenku węgla w atmosferze planety. Te gazy mogą wskazywać na procesy chemiczne zachodzące w atmosferze bogatej w wodór.
Najbardziej ekscytującym odkryciem był potencjalny sygnał dimetylosiarczku (DMS). Na Ziemi ten gaz jest produkowany wyłącznie przez organizmy żywe, głównie fitoplankton w oceanach. Wykrycie DMS na K2-18b może sugerować obecność biologicznej aktywności, choć naukowcy podkreślają potrzebę dalszych obserwacji.
JWST nie wykrył znaczących ilości amoniaku, co jest interesujące. Obecność amoniaku byłaby typowa dla atmosfery bogatej w wodór bez oceanu wodnego. Jego brak wspiera hipotezę o istnieniu płynnej wody pod atmosferą.
Warunki sprzyjające życiu
Teoria światów hycejskich zakłada, że planety takie jak K2-18b mogą posiadać globalne oceany pod grubą atmosferą wodorową. Temperatura i ciśnienie w takiej strefie mogłyby teoretycznie umożliwić istnienie życia mikrobiologicznego. Wodór w atmosferze działa jak płaszcz ochronny, zatrzymując ciepło.
Obecność dwutlenku węgla i metanu sugeruje aktywny cykl węglowy. Na Ziemi takie procesy są ściśle związane z życiem biologicznym. Metan może powstawać zarówno w procesach geologicznych, jak i biologicznych, co komplikuje interpretację danych.
Promieniowanie gwiazdy macierzystej K2-18 jest mniej intensywne niż słoneczne. To oznacza mniejsze narażenie na szkodliwe promieniowanie UV, co teoretycznie zwiększa szanse na powstanie i przetrwanie życia. Jednak czerwone karły są znane z częstych rozbłysków, które mogą stanowić zagrożenie dla potencjalnej biosfery.
Wyzwania dla istnienia życia
Mimo obiecujących odkryć, K2-18b stoi przed wieloma wyzwaniami. Ekstremalne ciśnienie pod grubą atmosferą wodorową może uniemożliwić istnienie złożonych form życia. Życie musiałoby być przystosowane do warunków radykalnie odmiennych od ziemskich.
Temperatura powierzchni planety, choć potencjalnie odpowiednia dla ciekłej wody, nie jest znana z całą pewnością. Modele klimatyczne dla tego typu planet są wciąż rozwijane. Możliwe, że warunki są zbyt ekstremalne dla znanych nam form życia.
Gwiazda K2-18 jako czerwony karzeł może emitować silne rozbłyski. Takie erupcje generują intensywne promieniowanie rentgenowskie i ultrafioletowe, które mogłoby zniszczyć lub znacząco uszkodzić biosferę. Życie musiałoby rozwinąć skuteczne mechanizmy ochronne.
Przyszłe badania i znaczenie odkrycia
K2-18b egzoplaneta jest priorytetowym celem dla przyszłych obserwacji astronomicznych. Kolejne kampanie obserwacyjne z użyciem JWST mają na celu potwierdzenie obecności DMS i poszukiwanie innych biosygnatur. Naukowcy planują również badania innych planet w podobnych systemach.
Rozwój nowych technologii spektroskopowych pozwoli na dokładniejsze analizy składu atmosfery. Planowane misje, takie jak teleskopy następnej generacji, mogą ujawnić więcej szczegółów o powierzchni i warunkach panujących na planecie. Te dane będą kluczowe dla zrozumienia potencjału astrobiologicznego K2-18b.
Odkrycia związane z K2-18b mają fundamentalne znaczenie dla astrobiologii. Jeśli życie faktycznie istnieje na tej planecie, to rewolucjonizowałoby to nasze rozumienie warunków niezbędnych do powstania życia. Oznaczałoby to, że życie może być znacznie bardziej rozpowszechnione we Wszechświecie, niż dotychczas sądzono.
Porównanie K2-18b z innymi egzoplanetami
Parametr
K2-18b
Ziemia
Proxima Centauri b
| Masa (względem Ziemi) | 8,6 | 1,0 | 1,3 |
| Promień (względem Ziemi) | 2,6 | 1,0 | 1,1 |
| Odległość od Ziemi (lata świetlne) | 124 | – | 4,2 |
| Okres orbitalny (dni) | 33 | 365 | 11 |
| Strefa zamieszkiwalna | Tak | Tak | Tak |
| Typ planety | Mini-Neptun | Skalista | Skalista |
| Wykryte gazy | H₂, CH₄, CO₂, DMS(?) | N₂, O₂, CO₂ | Nieznane |
Szybkie odpowiedzi
Czy na K2-18b może istnieć życie? Warunki na K2-18b mogą teoretycznie sprzyjać życiu – planeta znajduje się w strefie zamieszkiwalnej, a wykrycie potencjalnego dimetylosiarczku sugeruje możliwą aktywność biologiczną, choć wymaga to dalszych potwierdzeń.
Co to jest K2-18b? K2-18b to egzoplaneta typu mini-Neptun odkryta w 2015 roku, krążąca wokół czerwonego karła w odległości 124 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Lwa.
Kiedy odkryto K2-18b? Planeta została odkryta w 2015 roku przez misję Kepler, a przełomowe badania jej atmosfery przeprowadził teleskop JWST w 2023 roku.
Co wykryto w atmosferze K2-18b? Teleskop JWST wykrył wodór, metan, dwutlenek węgla oraz potencjalnie dimetylosiarczek – gaz, który na Ziemi produkują wyłącznie organizmy żywe.
Czy K2-18b jest podobna do Ziemi? K2-18b jest znacznie większa od Ziemi i prawdopodobnie posiada gęstą atmosferę wodorową nad ocenem wodnym, co czyni ją bardziej podobną do hybrydowej planety typu hycejskiego niż do Ziemi.
—
K2-18b: Egzoplaneta w strefie życia z możliwymi biosygnaturami