Впервые на потенциально обитаемой экзопланете обнаружена вода

Открытие приближает нас к ответу на фундаментальный вопрос: уникальна ли Земля?

Используя космический телескоп «Hubble», астрономы впервые в истории смогли обнаружить большое количество воды в атмосфере потенциально обитаемой экзопланеты, что знаменует собой начало новой эры в исследованиях внесолнечных миров, способных поддерживать жизнь. Результаты исследования представлены в журнале Nature Astronomy.

«Поиск воды у потенциально обитаемого мира невероятно захватывающий процесс. Несмотря на то, что эта экзопланета не является копией нашей планеты, так как она значительно массивнее, а ее атмосфера обладает отличным составом, это открытие приближает нас к ответу на фундаментальный вопрос: уникальна ли Земля?» – рассказывает Ангелос Циарас, ведущий автор исследования из Университетского колледжа Лондона (Великобритания).

Потенциально обитаемая экзопланета K2-18b в представлении художника. ESA/Hubble, M. Kornmesser

На сегодня астрономами обнаружено более 4 тысяч экзопланет, при этом потенциально обитаемыми среди них, то есть обращающимися вокруг своих звезд на расстоянии, которое позволяет воде на них находиться в жидком состоянии, по самым оптимистичным оценкам, является не более пятидесяти. Однако найти внесолнечный мир на удачном удалении от его светила это только начало пути, а вот охарактеризовать его атмосферу и выделить в ней воду – огромный шаг вперед.

Прорыв был совершен в ходе анализа данных наблюдений «Hubble» в 2016 и 2017 годах за системой звезды K2-18 в 110 световых годах от Земли в направлении созвездия Льва. В 2015 году на орбите этого красного карлика, который на 60 процентов меньше Солнца и на 40 процентов холоднее его, с помощью космического телескопа NASA «Kepler» в обитаемой зоне была обнаружена суперземля K2-18b, совершающая один оборот вокруг него за 33 земных дня на расстоянии 0,15 астрономической единицы (22,5 миллиона километров).

Позже, в 2017 году, с помощью спектрографа HARPS на 3,6-метровом телескопе Европейской южной обсерватории (ESO) канадским астрономам удалось определить ее физические параметры. Оказалось, что по размеру K2-18b превосходит нашу планету в 2,5 раза, а по массе – в 8 раз. Это помещает ее в категорию суперземель. Тогда же у K2-18b была обнаружена соседка K2-18с, которая обладает идентичными характеристиками, но вряд ли является потенциально обитаемым миром, так как расположена очень близко к звезде.

Космический телескоп «Hubble». Credit: NASA

«Проанализировав звездный свет, который по пути к нам прошел через атмосферу K2-18b, нам удалось выявить четкую молекулярную сигнатуру водяного пара. Его содержание в оболочке экзопланеты может достигать 50 процентов. Кроме этого, в ней может присутствовать значительное количество водорода, а также гелия, азота и метана, но, к сожалению, современные инструменты не позволяют их обнаружить, поэтому придется подождать телескопов следующего поколения», – пояснили авторы исследования.

Стоит отметить, что K2-18b проживает в системе красного карлика, которые известны своей «вспыльчивостью», поэтому климат на ней, возможно, более враждебный, чем на нашей планете, так как она подвергается большему уровню губительного излучения от своей звезды, чем Земля от Солнца.

Художественное представление уничтожения атмосферы экзопланеты ультрафиолетовыми вспышками красного карлика. Credit: NASA, ESA, and D. Player (STScI)

Учитывая, что в течение следующих нескольких десятилетий будет открыто множество новых суперземель, вполне вероятно, что K2-18b является хотя и первой, но одной из многих действительно потенциально обитаемых экзопланет.

«Полученный результат делает K2-18b одной из самых интересных целей для будущих исследований. Такие открытия способствует пониманию обитаемых миров за пределами Солнечной системы и помогут в конечном итоге вписать Землю, наш единственный дом, в общую картину космоса», – заключил Ангелос Циарас.