Wikipedia

K2-18

gwiazda w gwiazdozbiorze Lwa

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

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[1]

Wielkość obserwowana

13,50m

Charakterystyka fizyczna
Rodzaj gwiazdy

czerwony karzeł

Typ widmowy

M2.8[2]

Masa

0,495 ± 0,004 M☉[3]

Promień

0,469 ± 0,010 R☉[3]

Metaliczność [Fe/H]

0,123 ± 0,157[4]

Okres obrotu

39,63 ± 0,50 d[5]

Temperatura

3503[6] K

Alternatywne oznaczenia
2MASS: J11301450+0735180
EPIC 201912552

Charakterystyka obserwacyjna

edytuj
 
◎ K2-18

Gwiazda ma obserwowaną wielkość gwiazdową 13,5m[7], 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[7]. Przybliżone położenie K2‑18 na mapie nieba na tle konstelacji Lwa pokazano po lewej.

Charakterystyka fizyczna

edytuj

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

Układ planetarny

edytuj
 
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[8]), znajdująca się w ekosferze K2‑18[2]. 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[9][10].

Obie planety są bardziej masywne (od 5 do 9 razy) od Ziemi[11], 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[e]. Druga planeta, K2‑18c znajduje się bliżej gwiazdy macierzystej i ma okres orbitalny ok. 9 dni[12].

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

edytuj
Osobny artykuł: K2-18b.

Odkrycia K2-18b dokonano metodą pomiaru prędkości radialnej, wykorzystując spektrograf HARPS[6] 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[8].

Okres orbitalny planety wynosi 32,9396 ziemskich dni[e], natomiast półoś wielka jej orbity wynosi 0,1591 ± 0,004 au[3]. Wyznaczona przez badaczy masa K2‑18b wynosi 8,63 ± 1,35 M🜨[f][11]. Temperatura równowagowa planety(inne języki) wynosi około 265 K (tj. –8°C), bardzo zbliżoną do temperatury równowagowej dla Ziemi (wynoszącej około 257 K[g], tj. –18 °C), astronomowie uważają zatem, że planeta ta może mieć dobre warunki do utrzymania ciekłej wody na swojej powierzchni[8][13].

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[8][13]. 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[8][13].

K2-18c, gorąca super-Ziemia

edytuj

W 2017 r. kanadyjski astronom Ryan Cloutier i jego współpracownicy ogłosili odkrycie drugiej planety w układzie K2‑18[6]. 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[1]) niż K2‑18b i jest od niej około półtorakrotnie mniej masywna (wyznaczona przez badaczy masa tej planety wynosi 5,62 ± 0,84 M🜨[f][12]); ma też znacznie krótszy (ponad trzyipółkrotnie) okres orbitalny, wynoszący tylko niespełna 9 dni[h][12].

Uwagi

edytuj
  1. ↑ Odległość systemu gwiezdnego K2-18 od Ziemi szacowana była w 2015 roku przez Benjamina Monteta i współpracowników na około 34 ± 4 parseków[17], 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[1], 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[19].
  3. ↑ Dla porównania okres obrotu Słońca wokół jego osi wynosi (na równiku słonecznym) około 25 dni[19][20], a na biegunach ponad 35 dni[20].
  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☉[14], zespół kanadyjski pod kierunkiem Ryana Cloutiera w roku 2017 – na 41,1% R☉ i 35,9% M☉[15], zespół Arturo O. Martineza, również w 2017 r., podał 41,1% R☉ i 41,9% M☉[16], zaś najnowsze wyniki zespołu Cloutiera opublikowane we wrześniu 2019 r. wskazują 49,5% M☉ i 46,9% R☉[3]
  5. ↑ a b NASA w swoim katalogu[1] podaje kilka nieznacznie różniących się danych, wskazując przy tym na publikacje źródłowe. Najnowsze oszacowanie pochodzi z roku 2018 (Sarkis i współpracownicy)[18] i podaje 32,939623+0,000095/−0,000100 dni ziemskich.
  6. ↑ a b Starsze oszacowania zespołu Ryana Cloutiera, z roku 2017[6], 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[21] porównuje temperaturę równowagową 265 K oszacowaną dla K2‑18b z temperaturą 257 K wyliczoną dla Ziemi (inne źródła podają dla Ziemi 255 K[22]).
  8. ↑ Katalog NASA podaje, za opublikowanymi w 2017 roku wynikami Ryana Cloutiera i współpracowników[6], 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[3].

Przypisy

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

Bibliografia

edytuj
Źródło: „https://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=K2-18&oldid=71861093”