Aceasta poate fi prima exoplanetă cunoscută cu ploaie și nori de picături de apă

Nori de picături de apă și chiar ploaie pot exista pe cerul îmbibat al unei exoplanete îndepărtate.

O combinație de observații cu telescoape spațiale și simulări sugerează că planeta K2 18b are vapori de apă în atmosfera sa și ar putea fi prima planetă care orbitează în jurul unei stele îndepărtate găsită pentru a susține apă lichidă, considerată a fi un ingredient esențial pentru viață.

„Vaporii de apă există peste tot în univers”, spune astronomul Björn Benneke de la Universitatea din Montreal, care a raportat potențiala descoperire într-un articol publicat pe 10 septembrie pe arXiv.org. „Dar nu este atât de ușor să faci apă lichidă; ai nevoie de presiunea potrivită și de temperatura potrivită. Acesta este ceea ce face această planetă specială.”

Telescopul spațial Kepler, care vânează exoplanete, a descoperit K2 18b în 2015. Planeta orbitează o stea pitică roșie slabă la aproximativ 110 ani lumină distanță și este mai mare și mai grea decât Pământul: de aproximativ 2,5 ori raza Pământului și de aproximativ opt ori masa sa.

„De la început, asta o face să nu fie o planetă asemănătoare Pământului”, astronomul Angelos Tsiaras de la University College London, a cărui echipă a detectat în mod independent vaporii de apă în atmosfera lui K2 18b într-un studiu publicat pe 11 septembrie în Astronomia naturii, a declarat într-o teleconferință de presă din 10 septembrie. Dar, în mod tentant, distanța planetei față de stea o plasează în zona locuibilă, regiunea din jurul unei stele în care o planetă ar putea avea temperaturi propice apei lichide (SN: 14/06/17).

În 2016 și 2017, un grup condus de Benneke a folosit telescopul spațial Hubble pentru a sonda K2 18b pentru semne ale unei atmosfere în timp ce planeta trecea prin fața stelei sale. Moleculele din atmosfera planetei au absorbit anumite lungimi de undă ale luminii stelei, alertând astronomii despre prezența lor.

Tsiaras și colegii au accesat acele date dintr-o arhivă publică și au folosit software special conceput pentru a le analiza. Echipa a descoperit că planeta are o atmosferă și că atmosfera imprimă semnătura revelatoare a moleculelor de vapori de apă în lumina stelară filtrată. Atmosfera conține și hidrogen și heliu, relatează echipa.

„Până acum, planetele pentru care am observat atmosfera și am găsit apă erau giganți gazoase, planete mai asemănătoare cu Jupiter, Saturn sau Neptun”, spune Tsiaras. Locația K2 18b în zona locuibilă, dimensiunea și atmosfera apoasă înseamnă că „acesta este cel mai bun candidat pentru locuință pe care îl avem acum”.

Benneke și colegii au dus munca cu un pas mai departe și au observat K2 18b cu telescopul spațial Spitzer. Combinația dintre observațiile Hubble, Spitzer și Kepler sugerează că norii se formează la un anumit nivel în atmosfera planetei, absorbind mai multă lumină stelară decât la alte niveluri, a descoperit echipa.

Când Benneke și colegii au simulat clima planetei, au descoperit că regiunea în care norii se condensează ar putea avea presiunea și temperatura potrivite pentru ca apa lichidă să se formeze. Asta înseamnă că picăturile de apă lichidă s-ar putea condensa din nori și ar putea ploua, spune Benneke.

„Este foarte probabil ca această planetă să aibă ploaie lichidă pe ea”, spune el. „Aceasta este de fapt una dintre cele mai interesante descoperiri din aceste date.”

Benneke crede că picăturile de ploaie ale lui K2 18b nu vor atinge niciodată terenul solid. În schimb, ar ajunge într-un punct din atmosfera groasă a planetei în care presiunea și temperatura erau atât de mari încât picăturile s-ar evapora. Apoi apa se ridica din nou în atmosferă, se condensa în nori și ploua înapoi. „Există un pic de ciclu al apei”, sugerează el.

Alți experți în exoplanete rămân sceptici. „Nu există nicio dovadă definitivă” a picăturilor de ploaie, spune astronomul Sara Seager de la MIT. „Este o declarație solidă, dar totuși speculativă.”

Dar apa lichidă, dacă există pe K2 18b, nu înseamnă că nimic trăiește – sau poate trăi – pe planetă. Dimensiunea sa plasează exoplaneta undeva între circumferința Pământului și Neptun, ceea ce înseamnă că nu este clar dacă are o suprafață stâncoasă unde viața așa cum o știm noi ar putea evolua. Cele mai multe exoplanete din Calea Lactee se încadrează în această gamă de dimensiuni, dar este greu de spus dacă sunt super-Pământ stâncoase, mini-Neptunuri gazoase sau lumi cu apă umedă (SN: 19.06.17).

„Este una dintre aceste planete cu adevărat misterioase, care este cel mai comun tip de planetă din galaxia noastră, din câte putem spune”, spune Seager. „Nu avem idee ce sunt.” Observațiile viitoare cu telescopul spațial James Webb planificat de NASA ar putea fi capabile să stabilească cât de multă apă conține K2 18b, ceea ce ar ajuta la determinarea compoziției sale, spune ea (SN: 19/04/16).