Vízpárát azonosítottak egy, a Földnél alig kétszer nagyobb exobolygó atmoszférájában. A kérdéses planéta ezzel a legkisebb ismert extraszoláris égitest, amelyről tudjuk, hogy légkörében vizet hordoz. Ez, és az a tény, hogy a bolygó csillaga élhető zónájában kering, kiemelten érdekessé teszi az objektumot a Földön kívüli élet után kutatók számára.
Víz és élet
Egy Naprendszeren kívüli bolygó esetében nagyon izgalmas, ha víz nyomaira lelnek a kutatók, hiszen saját planétánkon ez az élet egyik alapvető feltétele. A szakértők így joggal feltételezik, hogy az univerzum más pontjain is fontos lehet az esetleges élőlények szempontjából.
És bár a kutatók korábban is találtak már vízpárát exobolygók körül, ezek mind alkalmatlannak tűntek az életre, hiszen a Jupiterhez vagy a Neptunuszhoz hasonló méretű gázóriások voltak, amelyek nem rendelkeznek szilárd felszínnel.
A mostani bolygó azonban kilóg a sorból. A K2–18b katalógusjelű objektum majdnem kilencszer annyit nyom, mint a Föld, és a minineptunuszok kategóriájába tartozik. Ebből a bolygótípusból rengeteg van a galaxisban, saját Naprendszerünkből azonban hiányoznak az ilyen planéták. A K2–18b ráadásul olyan távolságban kering csillagától, hogy pályája az úgynevezett élhető zónába esik, vagyis a rendelkezésre álló információk alapján elméletileg lehet rajta folyékony állapotú víz.
A bolygó tehát hőmérsékleti viszonyait tekintve nagyon hasonlít a Földre, és ezt a hasonlóságot még érdekesebbé teszi, hogy Björn Benneke, a Montreali Egyetem kutatója, a planéta vizsgálatát végző kutatócsoport vezetője és társai vizet is találtak a légkörében. A felfedezés ellenére az ugyanakkor nem valószínű, hogy a planétát óceánok borítják, ugyanis annak is elég kicsi az esélye, hogy van olyasfajta szilárd felszíne legyen, mint a Földnek. A bolygó ráadásul egy Naptól nagyon eltérő csillag körül kering, ami szintén rontja annak valószínűségét, hogy az általunk ismert élethez hasonlót találjunk rajta.
Árulkodó légkörök
A kutatók az égitestet a NASA Kepler űrtávcsövével találták meg, amely az elmúlt egy évtized nagy részében a Nap körül keringve, közel 160 millió kilométerre a Földtől exobolygókra vadászott. A teleszkóp az úgynevezett fedési módszerrel kutatott Naprendszeren kívüli bolygók után, vagyis csillagok tömegeit figyelte, hogy a rögzített adatok alapján a szakértők olyan periodikus fényváltozásokat találhassanak, amelyeket a csillag korongja előtt időről időre áthaladó planéták okozhatnak. Ezzel a módszerrel a Kepler több mint 2000 exobolygót talált meg, köztük a 111 fényévre levő K2–18b-t is.
A felfedezést követően 2016-ban és 2017-ben Benneke és társai a Hubble űrtávcsővel is megvizsgálták az égitestet, hogy újdonságokat tudjanak meg erről, például kiderítsék légköre összetételét. A bolygók körül található molekulák ugyanis sokat elárulhatnak arról, hogy milyen érdekességek rejtőznek a magán az égitesten. A szakértők például úgy vélik, hogy ha egy idegen, távoli faj ráakadna a Földre, a légkörben található metán magas szintje miatt elég hamar rájöhetnének, hogy a bolygón élet van.
Az exobolygók, különösen a kisebb méretű planéták légkörének vizsgálata ugyanakkor nem egyszerű feladat, hiszen az égitestek könnyen elvesznek a csillag erős fényében, így a róluk visszaverődő fény elemzésére általában nincs mód. Ezért a kutatók azt a csillagfényt próbálják detektálni és elemezni ilyenkor, ami a bolygó pereme mentén tűnik fel az átvonulás közben, ez ugyanis átszűrődik a planéta légkörén, ha rendelkezik ilyennel az égitest. Abból pedig, hogy hogyan változtatja meg a csillag fényét az atmoszféra, amelyen áthalad, következtetni lehet a légkör kémiai összetételére.
„Képzeljük el, hogy valaki felkapcsol egy reflektort Londonban, és ezt New Yorkból próbáljuk megfigyelni. A reflektor előtt egyszer csak átszáll egy szúnyog. Mi ennek a szúnyognak a szárnyszínét próbáljuk meghatározni”
– mondja Ingo Waldmann, a University College London, a kutatócsoport egyik tagja.
Esős idők
A K2–18b kapcsán a szakértőknek szerencséjük volt, mivel a bolygó légköre az égitest méreteihez képest igen messzire kinyúlik az űrbe, így egy kicsit könnyebb megfigyelni. Benneke teóriája szerint a kérdéses minineptunusz egy hibrid bolygó lehet, amely talán rendelkezik egy nagyobb, jeges, szilárd maggal, de térfogata javát gázok teszik ki.
A bolygó egy halvány vörös törpe körül kering, ami megfigyelése szempontjából szintén kedvező, mert a gyengébb csillagfényben könnyebb a bolygóhoz köthető átszűrődő fényt vizsgálni. Az észleléseket ráadásul a planéta pályaideje is megkönnyítette, a bolygó ugyanis mindössze 33 nap alatt kerüli meg csillagát, így gyakran meg lehet figyelni átvonulásait. A most publikált kutatáshoz Benneke és csapata összesen nyolcszor figyelték meg az égitestet átvonulás közben a Hubble-lal.
Így akadtak rá légkörében a vízpárára, és még elnagyolt éghajlati modellt is fel tudtak vázolni. A szakértők elemzése alapján a víz jó eséllyel felhőket formál az atmoszférában, és időnként le is hullik ezekből a bolygóra, ahogy a Földön is történik. Ez pedig különösen izgalmas fejlemény, az általunk ismert élethez ugyanis nem egyszerűen vízmolekulákra, hanem folyékony vízkészletekre van szükség.
A K2–18b kapcsán ugyanakkor, ahogy már említettük, annak kicsiny a valószínűsége, hogy a lehulló víz tavakat, tócsákat képezzen, jelenlegi ismereteink szerint ugyanis az tűnik a legvalószínűbbnek, hogy kisebb méretű gázbolygóról van szó, amelynek nincs szilárd felszíne. Sarah Seager bolygókutató elmondása szerint a jelenlegi elméletek szerint a legnagyobb kőzetbolygók legfeljebb 1,6-szor akkorák, mint a Föld.
A K2–18b átmérője viszont 2,3-szorosa bolygónkénak, ami jelentősen túl van ezen az elméleti határon.
Sokkal esélyesebbnek látszik, hogy a gázbolygók közé tartozik, amelynek magja jelentős részben vízjégből áll, és ezt egy méretes gázburok veszi körül. Igazság szerint azonban mindezzel kapcsolatban a kutatók is nagyrészt csak találgatnak. Bár az elmúlt években rengeteg minineptunuszt fedeztek fel a világegyetemben, még mindig alig tudunk valamit a bolygók ezen csoportjáról.
***
Így bár kétségkívül nagyon érdekes a mostani felfedezés, az igazi áttörés, az első igazoltan vízmolekulákkal körülvett kőzetbolygó megtalálása még várat magára. Ha viszont sikerülne ilyen égitestre akadni, azzal a Földhöz leghasonlatosabb exobolygót találnák meg.
Ami a K2–18b-t illeti, a kutatások tovább folytatódnak, és a szakértők igyekeznek minél többet kideríteni az égitest légköréről. Ehhez remélhetőleg rövidesen új eszközeik is lesznek, köztük a NASA rég várt James Webb űrtávcsöve, amelynek startját sokszori halasztás után jelenleg 2021-re tűzték ki. Ezzel a teleszkóppal elvileg a K2–18b-nél sokkal kisebb égitesteket is részletesen lehet majd vizsgálni, de a Földhöz hasonló planéták mellett a kutatók a minineptunuszokról is újdonságokat remélnek megtudni általa.
