ჩვენგან 111 სინათლის წლის მანძილზე მდებარე ეგზოპლანეტის ატმოსფეროში ასტრონომებმა ფრიად ამაღელვებელი აღმოჩენა გააკეთეს — დააფიქსირეს წყალი.
პლანეტა K2-18b-ის ატმოსფეროს თითქმის 50 პროცენტს შეიძლება წყალი შეადგენდეს. თუმცა, იმ სხვა გიგანტურ ეგზოპლანეტათაგან განსხვავებით, რომელთა ატმოსფეროშიც წყალი აღმოაჩინეს, K2-18b სუპერდედამიწაა. სავარაუდოდ, ის კლდოვანია, დედამიწის, ვენერასა და მარსის მსგავსად.
ეს აღმოჩენა შეიძლება დაგვეხმაროს ზოგადად, სასიცოცხლო ზონაში მოძრავ პლანეტათა ატმოსფეროების შესწავლაში, ისევე როგორც ბევრი რამე გვითხრას წითელ ჯუჯა ვარსკვლავთა გარშემო საკმაოდ ახლოს მდებარე სასიცოცხლო ზონის კლდოვან ეგზოპლანეტებზე.
ლონდონის საუნივერსიტეტო კოლეჯის ასტრონომ ანჯელოს ციარასის განცხადებით, დედამიწის მიღმა, პოტენციურად სიცოცხლისთვის ხელსაყრელ ეგზოპლანეტაზე წყლის პოვნა წარმოუდგენლად ამაღელვებელია.
მისი თქმით, K2-18b არ არის დედამიწა 2.0, რადგან ის მნიშვნელოვნად მძიმეა და აქვს განსხვავებული ატმოსფერული შემადგენლობა. თუმცა, მას ძალიან ახლოს მივყავართ ერთ ფუნდამენტურ კითხვაზე პასუხთან — არის თუ არა დედამიწა უნიკალური?
K2-18b 2015 წელს აღმოაჩინეს და ის შესასწავლად ცოტა არ იყოს, მოუხერხებელი ეგზოპლანეტა აღმოჩნდა. ვიცით, რომ ის წითელ ჯუჯა ვარსკვლავ K2-18-ის გარშემო საკმაოდ ახლოდან მოძრაობს და ერთ გარშემოვლას მხოლოდ 33 დღეს ანდომებს. გარდა ამისა, პლანეტის მიერ მიღებული რადიაციის დონე თითქმის დედამიწის მიერ მიღებულის ტოლია.
პლანეტის 33-დღიანი ორბიტა მოქცეულია ვარსკვლავის სასიცოცხლო ზონაში — ვარსკვლავიდან დაშორებულ ისეთ რეგიონში, სადაც არც ისე ცხელა, რომ პლანეტის ზედაპირიდან წყალი აორთქლდეს და არც ისე ცივა, რომ მთლიანად გაიყინოს.
ასევე ვიცით, რომ ეს პლანეტა ზომით დედამიწაზე ორჯერ დიდია, მასით კი რვაჯერ აღემატება. ასტრონომთა აზრით, ის ორი შესაძლო ტიპიდან ერთ-ერთს მიეკუთვნება. 2017 წელს მკვლევართა ჯგუფმა განსაზღვრა, რომ ის ან კლდოვანი პლანეტაა საკუთარი ატმოსფეროთი, როგორიც დედამიწა, მაგრამ დიდი — ან პლანეტა წყლიანი წიაღითა და სქელი ყინულოვანი საფარით, ენცელადისა და ევროპას მსგავსად.
ახალი კვლევის მიხედვით კი ირკვევა, რომ K2-18b-ს ატმოსფერო მართლაც აქვს.
პლანეტა კეპლერის კოსმოსურმა ტელესკოპმა აღმოაჩინა, რომელიც ეგზოპლანეტებს ტრანზიტის მეთოდით ეძებდა. ეს კი მაშინ ხდება, როცა ვარსკვლავური სისტემა ისეა განლაგებული, რომ მასთან არსებულმა პლანეტამ ჩვენსა და მას შორის ჩაიაროს (ტრანზიტი), რაც ვარსკვლავის სინათლეში ჩაბნელებას იწევს. სწორედ ამ ჩაბნელებებზე ნადირობდა კეპლერი.
ტრანზიტის მეთოდით შესაძლებელია პლანეტის ატმოსფეროს შესწავლაც. ვარსკვლავის სინათლის გავლისას, ატმოსფეროში არსებული სპეციფიკური აირები შთანთქავს სინათლის გარკვეულ ტალღის სიგრძეებს, რაც სპექტრში ხაზებს წარმოქმნის. ამის დადგენას ახერხებენ ვარსკვლავის სპექტრულ პროფილთან ტრანზიტის სპექტრული პროფილის შედარების შედეგად.
თუმცა, ეს ადვილი საქმე როდია. თავად პლანეტის დაფიქსირება ძლიერ მგრძნობიარე ინსტრუმენტებს მოითხოვს, რომლებსაც შეუძლიათ ვარსკვლავის სინათლეში პატარა ჩაბნელებების დაფიქსირება. ასევე უკიდურესად მკრთალია სპექტრული შთანთქმის ხაზები.
ციარასმა და მისმა ჯგუფმა ეს ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპის WFC3 ინსტრუმენტით მოახერხა. მათ გადაიღეს პლანეტის რვა ტრანზიტი ვარსკვლავის წინ, შემდეგ კი შეაჯერეს რათა მიეღოთ საშუალო შეწონილი, შეექმნათ პლანეტის სპექტრული პროფილი.
ამის შემდეგ, დადგა დრო მოდელირების გზით გაერკვიათ, რას ეტყოდა მათ ეს სპექტრული პროფილი. თავდაპირველად გაუშვეს K2-18b-ის ატმოსფერული მოდელები იმ ატმოსფერული მოლეკულების დიაპაზონის თანხლებით, რომლებსაც შთანთქმის ხაზების წარმოქმნა შეუძლიათ; მათ შორის იყო წყალი(H2O), ნახშირჟანგი (CO), ნახშირორჟანგი (CO2), მეთანი (CH4) და ამიაკი (NH3).
ატმოსფეროს მოდელირება სამი განსხვავებული მიდგომით მოახდინეს — უღრუბლო, წყლის ორთქლიანი წყალბადი-ჰელიუმის ატმოსფერო; უღრუბლო, წყლის ორთქლიანი წყალბადი-ჰელიუმისა და მოლეკულური აზოტის ატმოსფერო; და ღრუბლიანი, წყალბადი-ჰელიუმის ატმოსფერო.
სამივე სიმულაციამ წარმოქმნა სტატისიკურად მნიშვნელოვანი ატმოსფერო მაღალი სანდოობის დონით, იმდენად მსგავსი ღირებულებებით, რომ შეუძლებელი იყო სამი პოტენციური ტიპის ერთმანეთისგან გარჩევა.
ამჟამად არსებული ინფორმაციის პირობებში ასევე შეუძლებელი აღმოჩნდა წყლის ოდენობის დადგენა, მაგრამ როგორც მოდელები მიუთითებს, პლანეტის ატმოსფეროს 20-50 პროცენტს წყლის ორთქლი უნდა შეადგენდეს. შედარებისთვის უნდა აღინიშნოს, რომ დედამიწის ატმოსფეროში წყლის ორთქლი მხოლოდ 0-5 პროცენტამდეა. შესაბამისად, K2-18b საკმაოდ ტენიანი პლანეტა უნდა იყოს.
შეუძლებელია მეთანისა და ამიაკის არსებობის გამორიცხვაც, რადგან ჰაბლის ინსტრუმენტი მათ ტალღის სიგრძეებს არ ფარავს.
ყველაფერს საბოლოოდ შემდეგი თაობის უფრო ვრცელი ტალღის სიგრძის მქონე ინსტრუმენტები გაარკვევს, მაგალითად, ჯეიმს ვების კოსმოსური ტელესკოპი და ევროპის კოსმოსური სააგენტოს კოსმოსური ტელესკოპი ARIEL-ი (გაეშვება 2028 წელს).
კვლევა ჟურნალ Nature Astronomy-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
