K2-18b - K2-18b

K2-18b
Esa-hubble-k2-18a impression.jpg
Impressão artística de K2-18b (direita) orbitando a anã vermelha K2-18 (esquerda). O exoplaneta K2-18c é mostrado entre eles.
Descoberta
Site de descoberta Telescópio espacial Kepler
Data de descoberta 2015
Transito
Características orbitais
0,1429+0,0060
-0,0065 au
21.380.000 km
Excentricidade 0,20 ± 0,08
32.939 623+0.000 095
−0.000 100 d
Inclinação 89,5785 °+ 0,0079 °
−0,0088 °
-0,100,81
-0,59 rad (-5,73+46,4
−33,8 ° )
Semi-amplitude 3,550,57
-0,58 em
Estrela K2-18
Características físicas
Raio médio
 2,610 ± 0,087  R 🜨
Massa 8,63 ± 1,35  M 🜨
Densidade média
2,67 g / cm 3
≤1,66  g
Temperatura 265 ± 5  K (−8 ± 5  ° C )

K2-18b , também conhecido como EPIC 201912552 b , é um exoplaneta orbitando a anã vermelha K2-18 , localizado a 124 anos-luz (38  pc ) de distância da Terra. O planeta, inicialmente descoberto com o telescópio espacial Kepler , tem cerca de oito vezes a massa da Terra e, portanto, é classificado como uma super Terra ou um Mini-Netuno e, também, pode ser considerado um planeta hycean . Tem uma órbita de 33 dias dentro da zona habitável da estrela .

Em setembro de 2019, dois estudos de pesquisa independentes, combinando dados do telescópio espacial Kepler, do Telescópio Espacial Spitzer e do Telescópio Espacial Hubble , concluíram que existem quantidades significativas de vapor de água em sua atmosfera, a primeira para um exoplaneta na zona habitável .

Descoberta

O K2-18b foi identificado como parte do programa do telescópio espacial Kepler, um dos mais de 1.200 exoplanetas descobertos durante a missão K2 "Segunda Luz" . A descoberta de K2-18b foi feita em 2015, orbitando uma estrela anã vermelha (agora conhecida como K2-18) com um tipo espectral estelar de M2.8 a cerca de 124 anos-luz (38 pc) da Terra. O planeta foi detectado por meio de variações na curva de luz da estrela causadas pelo trânsito do planeta na frente da estrela vista da Terra. O planeta foi designado "K2-18b", pois foi o décimo oitavo planeta descoberto durante a missão K2. O contraste relativamente baixo previsto entre o planeta e sua estrela hospedeira tornaria mais fácil observar a atmosfera do K2-18b no futuro.

Em 2017, dados do Telescópio Espacial Spitzer confirmaram que K2-18b orbita na zona habitável em torno de K2-18 com um período de 33 dias, curto o suficiente para permitir observações de múltiplos ciclos orbitais K2-18b e melhorar a significância estatística do sinal. Isso levou a um interesse generalizado em observações contínuas de K2-18b.

Estudos posteriores em K2-18b usando o High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) e a pesquisa de alta resolução Calar Alto para anãs M com Exoearths com instrumentos de espectrógrafos de infravermelho próximo e ópticos (CARMENES) também identificaram um provável segundo exoplaneta, K2 -18c, com uma massa estimada de5,62 ± 0,84  M 🜨 em uma órbita mais fechada de 9 dias, mas este planeta adicional ainda não foi confirmado e pode ser devido à atividade estelar.

Localização

A localização da estrela K2-18 no céu, marcada por um círculo branco.

K2-18 está na constelação de Leão , mas fora de seu asterismo de leão . Quando descoberto pela primeira vez, a distância do K2-18 da Terra foi estimada em 110 anos-luz (34 pc). No entanto, dados mais precisos do projeto de mapeamento estelar de Gaia mostraram que K2-18 está a uma distância de 124,02 ± 0,26 anos-luz (38,025 ± 0,079 pc). Essa medição de distância aprimorada ajudou a refinar as propriedades do sistema exoplanetário.

Características físicas

K2-18b orbita K2-18 em cerca de 0,1429  au (21,38 milhões de km), que fica dentro da zona habitável calculada para a anã vermelha, 0,12–0,25 au (18–37 milhões de km). O exoplaneta tem um período orbital de cerca de 33 dias, o que sugere que ele está bloqueado por maré , com a mesma face de sua estrela hospedeira. A temperatura de equilíbrio do planeta é estimada em cerca de 265 ± 5  K (−8 ± 5 ° C; 17 ± 9 ° F), devido à sua irradiância estelar de aproximadamente 94% da da Terra. Estima-se que K2-18b tenha um raio de2,279 ± 0,025  R 🜨 e uma massa de8,63 ± 1,35  M 🜨 , com base na análise usando os instrumentos HARPS e CARMENES, bem como observações de acompanhamento do Spitzer. Ele foi inicialmente considerado um mini-Netuno em sua descoberta de 2015, mas dados aprimorados no K2-18b o classificaram como uma super-Terra . Um estudo posterior de 2019 classificou o planeta como um sub-Netuno.

  • Impressão artística do sistema estelar K2-18

  • Diagrama do sistema planetário K2-18, mostrando as órbitas de K2-18b e o candidato não confirmado K2-18c, e a zona habitável da estrela

Atmosfera planetária

Uma comparação do tamanho, órbita e outras características do K2-18b com outros exoplanetas detectados sugere que o planeta poderia suportar uma atmosfera que contém gases adicionais além de hidrogênio e hélio .

Vídeo externo
ícone de vídeo Hubblecast Light sobre a descoberta de vapor de água em K2-18b
(vídeo / 1:19 ; 11 de setembro de 2019)
ícone de vídeo Sobre a descoberta de vapor d'água no K2-18b
NASA Goddard Space Center (vídeo / 2: 03; 11 de setembro de 2019)

Outros estudos utilizando o Telescópio Espacial Hubble foram realizados, corroborando os resultados das observações do Kepler e do Spitzer e permitindo medições adicionais da atmosfera do planeta . Duas análises separadas por pesquisadores da Université de Montréal e University College London (UCL) dos dados do Hubble foram publicadas em 2019. Ambos examinaram espectros de luz estelar passando pela atmosfera do planeta durante os trânsitos, descobrindo que K2-18b tem uma atmosfera de hidrogênio-hélio com uma alta concentração de vapor d'água, que pode variar de 0,01% a 12,5%, até entre 20% e 50%, dependendo de quais outras espécies gasosas estão presentes na atmosfera. Nos níveis de concentração superiores, o vapor d'água seria suficientemente alto para formar nuvens. O estudo liderado pela UCL foi publicado em 11 de setembro de 2019 na revista Nature Astronomy ; o estudo conduzido pela Université de Montréal foi postado um dia antes no servidor de pré - impressão arXiv.org e posteriormente publicado no The Astrophysical Journal Letters . A análise conduzida por UCL detectou água com significância estatística de 3,6 desvios padrão , equivalente a um nível de confiança de 99,97%.

Este foi o primeiro exoplaneta da super-Terra dentro da zona habitável de uma estrela cuja atmosfera foi detectada, e a primeira descoberta de água em um exoplaneta de zona habitável. Água foi previamente detectada na atmosfera de exoplanetas de zona não habitável, como HD 209458 b , XO-1b , WASP-12b , WASP-17b e WASP-19b .

Os astrônomos enfatizaram que a descoberta de água na atmosfera do K2-18b não significa que o planeta possa suportar vida ou mesmo ser habitável, já que provavelmente carece de qualquer superfície sólida ou de uma atmosfera que possa sustentar vida. No entanto, encontrar água em um exoplaneta de zona habitável ajuda a entender como os planetas são formados. Um estudo liderado por astrônomos da Universidade de Cambridge considerou a estrutura interna do planeta e encontrou uma gama de soluções possíveis, de um núcleo rochoso com um envelope de hidrogênio espesso a um planeta composto principalmente de água com uma atmosfera mais fina. Um subconjunto dessas soluções pode permitir água líquida na superfície do planeta, embora em temperaturas e pressões mais altas do que STP . Espera-se agora que o K2-18b seja observado com o Telescópio Espacial James Webb , com lançamento previsto para 2021, e o telescópio espacial ARIEL , com lançamento previsto para 2029. Ambos carregarão instrumentos projetados para determinar a composição da atmosfera de exoplanetas .

A simulação detalhada do espectro planetário em 2020 indicou que a banda de absorção de 1,4 µm atribuída anteriormente à água pode na verdade ser devida ao metano. As assinaturas espectrais de vapor d'água não seriam dominantes para planetas frios (abaixo de 600 K ). Em 2021, foi ainda considerado que a alegada característica espectral de absorção de água pode ser proveniente de manchas estelares variáveis ​​no tempo da estrela-mãe, não da atmosfera planetária.

Veja também

Referências

links externos

Coordenadas : Mapa do céu 11 h 30 m 14,518 s , + 07 ° 35 ′ 18,257 ″