Nowa klasa egzoplanet nazwana „Hycean” może wspierać kosmitów

Astronomowie odkryli nową klasę egzoplanet „wodnego świata”, którzy twierdzą, że pomimo tego, że są gorące, pokryte oceanem i bogate w wodór, mogą podtrzymywać życie.

Zespół z Uniwersytetu Cambridge nazwał ich naukowcem „Hycean”, który, jak mówią, „drastycznie zwiększa nasze szanse na znalezienie obcego życia”.

Poszukując życia gdzie indziej, naukowcy najczęściej poszukiwali planet o tym samym rozmiarze, masie, temperaturze i składzie ziemskiej atmosfery.

Teraz astronomowie twierdzą, że może być więcej obiecujących kandydatów i że te światy Hycean są liczniejsze niż planety podobne do Ziemi.

Egzoplanety nadające się do zamieszkania to gorące, pokryte oceanami światy z atmosferą bogatą w wodór, a ze względu na ich temperaturę można je łatwiej obserwować niż planety podobne do Ziemi, co ułatwia ich wykrycie za pomocą obecnych teleskopów.

Zdaniem naukowców wyniki mogą oznaczać, że odkrycie ważnych odcisków palców życia poza naszym Układem Słonecznym jest realną możliwością w ciągu najbliższych dwóch do trzech lat.

Dr Niko Madhusudan z Cambridge Institute of Astronomy, który kierował badaniami, powiedział, że otwierają one zupełnie nową drogę do poszukiwania życia gdzie indziej.

Kilka głównych kandydatów na te planety zidentyfikowanych przez naukowców jest większych i gorętszych niż Ziemia.

Jednak nadal mają duże właściwości oceaniczne, które mogą wspierać życie drobnoustrojów podobne do tych w najbardziej ekstremalnych środowiskach wodnych na Ziemi – zasugerowali naukowcy.

Planety pozwalają również na znacznie szerszą strefę zamieszkania, czyli Złotowłosą, w porównaniu z planetami podobnymi do Ziemi.

Oznacza to, że nadal mogą podtrzymywać życie, mimo że znajdują się poza zasięgiem, w którym planeta podobna do Ziemi musi istnieć, aby mogła być zamieszkana.

Od odkrycia pierwszej egzoplanety 30 lat temu tysiące innych planet odkryto poza naszym Układem Słonecznym.

Ogromna większość planet jest wielkości Ziemi i Neptuna, często określanych mianem superziemi lub mini-Neptunów.

Mogą to być głównie skaliste lub lodowe olbrzymy z atmosferą bogatą w wodór lub coś pomiędzy.

Wcześniejsze badania takich planet wykazały, że ciśnienie i temperatura pod ich bogatą w wodór atmosferą byłyby zbyt wysokie, aby podtrzymywać życie.

Jednak ostatnie badania przeprowadzone przez zespół dr Madhusudana nad mini-Neptunem K2-18b wykazały, że w pewnych warunkach na tych planetach może istnieć życie.

To skłoniło do szczegółowego zbadania pełnego zakresu właściwości planet i gwiazd, dla których takie warunki są możliwe.

Przyjrzano się również znanym egzoplanetom, które mogą sprostać tym warunkom i czy ich ważne odciski palców można będzie zaobserwować w najbliższej przyszłości.

Dochodzenie doprowadziło naukowców do zidentyfikowania nowej klasy planet, planet Hycean, z masywnymi oceanami obejmującymi całą planetę pod bogatą w wodór atmosferą.

Superplanety mogą być do 2,6 razy większe niż Ziemia i mieć temperaturę atmosferyczną około 200°C (392°F).

Astronomowie sugerują, że takie planety obejmują również stopniowo zamykane światy Hycean, które mogą mieć warunki do zamieszkania tylko po ich stałych nocnych stronach, oraz „zimne” światy Hycean, które otrzymują niewielkie promieniowanie od swoich gwiazd.

Sama wielkość nie wystarczy, aby określić, czy planeta jest Hyceanem, a do potwierdzenia wymagane są inne aspekty, takie jak masa, temperatura i właściwości atmosferyczne.

„Zasadniczo, kiedy szukaliśmy tych różnych sygnatur molekularnych, skupialiśmy się na planetach podobnych do Ziemi, co jest rozsądnym punktem wyjścia” – powiedział dr Madhusudan.

„Ale uważamy, że planety Hycean dają większą szansę na znalezienie znacznie większej liczby biometrycznych odcisków palców”.

Egzoplanety nadające się do zamieszkania to gorące, pokryte oceanami światy z atmosferą bogatą w wodór i są bardziej widoczne niż planety podobne do Ziemi ze względu na ich temperaturę, co ułatwia ich wykrycie za pomocą obecnych teleskopów

Współautorka Anjali Payet, również z University of Cambridge, dodała: „To ekscytujące, że na planetach tak odmiennych od Ziemi istnieją warunki do zamieszkania”.

Zespół zidentyfikował dużą próbkę potencjalnych światów Hycean, które są głównymi kandydatami do szczegółowych badań za pomocą teleskopów nowej generacji, takich jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST), który ma wystartować jeszcze w tym roku.

Wszystkie te planety krążą wokół czerwonych karłów w odległości od 35 do 150 lat świetlnych – blisko standardów astronomicznych.

Uważa się, że zaplanowane przez JWST obserwacje obiecującego kandydata, K2-18b, mogą doprowadzić do odkrycia jednej lub większej liczby cząsteczek biosygnatury.

Astronomowie mają nadzieję, że będą mogli użyć Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (na zdjęciu), który wystartuje na początku przyszłego roku, aby znaleźć ważne odciski palców w tych obcych światach.

„Odkrycie biometrycznego odcisku palca zmieni nasze rozumienie życia we wszechświecie” – powiedział dr Madhusudan.

Dodając: „Musimy być otwarci na to, gdzie spodziewamy się znaleźć życie i jaką formę może ono przybrać, ponieważ natura wciąż nas zaskakuje w często niewyobrażalny sposób”.

Często tymi bioodciskami są tlen, ozon, metan i podtlenek azotu, które są obecne na Ziemi.

Istnieje również wiele innych biomarkerów, takich jak chlorek metylu i siarczek dimetylu, których na Ziemi występuje mniej, ale mogą być obiecującymi wskaźnikami życia na planetach o atmosferze bogatej w wodór.

Na tych planetach życie może być podtrzymywane, nawet jeśli nie ma w nich ani tlenu, ani ozonu.

Wyniki są raportowane w Czasopismo Astrofizyczne.

Naukowcy badają atmosferę odległych egzoplanet za pomocą ogromnych satelitów kosmicznych, takich jak Hubble

Odległe gwiazdy i krążące wokół nich planety często mają warunki niepodobne do niczego, co widzimy w naszej atmosferze.

Aby zrozumieć ten nowy świat i jego składniki, naukowcy muszą być w stanie odkryć, z czego zbudowana jest atmosfera.

Często robią to za pomocą teleskopu podobnego do teleskopu Hubble’a NASA.

Te masywne satelity skanują niebo i przypinają je do egzoplanet, które zdaniem NASA mogą być interesujące.

Tutaj czujniki pokładowe wykonują różne formy analizy.

Do najważniejszych i najbardziej użytecznych należy spektroskopia absorpcyjna.

Ta forma analizy mierzy światło emitowane przez atmosferę planety.

Każdy gaz pochłania nieco inną długość fali światła, a kiedy to się dzieje, w całym widmie pojawia się czarna linia.

Linie te odpowiadają bardzo specyficznej cząsteczce, wskazującej na jej obecność na planecie.

Są one często nazywane liniami Fraunhofera na cześć niemieckiego astronoma i fizyka, który jako pierwszy odkrył je w 1814 roku.

Łącząc różne długości fal światła, naukowcy mogą określić wszystkie substancje chemiczne, które tworzą atmosferę planety.

Kluczem jest to, że to, czego brakuje, dostarcza wskazówek, aby wiedzieć, co tam jest.

Bardzo ważne jest, aby odbywały się to za pomocą teleskopów kosmicznych, ponieważ wejdą one w ziemską atmosferę.

Absorpcja substancji chemicznych w naszej atmosferze może odchylać próbkę, dlatego ważne jest, aby zbadać światło, zanim dotrze ono do Ziemi.

Jest to często używane do poszukiwania helu, sodu, a nawet tlenu w egzotycznych atmosferach.

Ten wykres pokazuje, jak światło przechodzące z gwiazdy przez atmosferę egzoplanety tworzy linie Fraunhofera, które wskazują na obecność głównych związków, takich jak sód czy hel.