Es war aufregend letzte Woche, als Wissenschaftler Wasserdampf in einer Super-Erdatmosphäre ankündigten. Doch als die Ankündigung kam, warnten andere Wissenschaftler, dass der Planet - K2-18b - wahrscheinlich weniger wie eine Supererde als vielmehr wie ein Mini-Neptun ist.
Das Künstlerkonzept von K2-18b sowie ein weiterer Planet in diesem System, K2-18c, mit dem Elternstern, einem roten Zwerg, im Hintergrund. Bild über Alex Boersma / iREx.
Vor ein paar Tagen berichtete EarthSky, dass zum ersten Mal Wasserdampf in der Atmosphäre eines potenziell bewohnbaren Super-Erd-Exoplaneten nachgewiesen wurde. Wir waren in unserem Bericht nicht allein. Wie zu erwarten war, ist der Befund eingegangen viel Aufmerksamkeit von den Medien. Es stellt sich jedoch heraus, dass die Geschichte möglicherweise nicht ganz so ist, wie sie zuerst berichtet wurde, und in gewissem Maße falsch charakterisiert wurde.
Die Entdeckung wurde in zwei verschiedenen Veröffentlichungen beschrieben, von denen die erste am 10. September 2019 auf arXiv und die zweite im Fachjournal veröffentlicht wurde Natur-Astronomie am 11. September 2019.
Die Artikel beschreiben die Entdeckung von Wasserdampf in der Atmosphäre von K2-18b, einem Exoplaneten in der bewohnbaren Zone seines Sterns - wo Temperaturen flüssiges Wasser ermöglichen könnten - 110 Lichtjahre von der Erde entfernt. Es ist richtig, dass dies das erste Mal ist, dass Wasserdampf in der Atmosphäre eines kleineren Exoplaneten (Nicht-Gas-Riesen) in der bewohnbaren Zone seines Sterns identifiziert wurde, aber bald nach der Ankündigung kritisierten viele Planetenwissenschaftler, wie die Entdeckung war in Medien und Social Media abgedeckt.
Die Wasserdampferfassung selbst wird bestätigt, aber es gibt viele Debatten darüber, was für ein Planet K2-18b tatsächlich ist und wie bewohnbar er sein kann (oder nicht).
Ein anderes Künstlerkonzept von Super-Earth K2-18b. Wissenschaftler haben Wasserdampf in seiner Atmosphäre entdeckt, aber ist es bewohnbar? Die meisten Wissenschaftler halten dies für unwahrscheinlich. Bild via ESA / Hubble, M. Kornmesser / UCL News.
Einige Wissenschaftler, darunter in der Natur-Astronomie Papier, haben den Planeten als Super-Erde bezeichnet. Eine Supererde ist größer als die Erde, aber kleiner als Neptun - typischerweise bis zu etwa der doppelten Größe der Erde - und viele wurden bereits entdeckt. Die meisten werden wie die Erde als felsig angesehen, aber es gibt einen Übergangspunkt - beginnend mit dem 1,6- bis 2-fachen des Erdradius -, an dem ein Planet zum Mini-Gas-Riesen oder zum Mini-Neptun werden kann, wie sie normalerweise genannt werden. Sie sind größer als Supererden, aber immer noch kleiner als Neptun. Die meisten Wissenschaftler betrachten K2-18b heute als Mini-Neptun, nicht als Supererde mit einer tiefen Atmosphäre aus Wasserstoff und / oder Helium und möglicherweise überhaupt keiner festen Oberfläche.
K2-18b hat einen Radius von etwa dem 2,7-fachen der Erde und eine Masse von etwa dem 9-fachen der Erde. Während einige Wissenschaftler das immer noch für eine mögliche Supererde halten, würden die meisten es anscheinend als Mini-Neptun klassifizieren. All dies kann etwas verwirrend sein.
Die Studie von 2017 bezog sich zuvor darauf, dass K2-18b entweder groß und felsig oder mit Wasser und / oder Eis bedeckt sein könnte. Diese Studie berücksichtigte jedoch keine atmosphärischen Einschränkungen, sondern nur Masse und Radius. Als Exoplanetenwissenschaftlerin sagte Erin May zu mir:
Meine Doktorarbeit konzentrierte sich teilweise auf die Unterscheidung zwischen diesen Klassen von Planeten. Viele Studien zeigen, dass es extrem schwierig ist, einen Planeten> als 2 Erdradien ohne eine große Atmosphäre herzustellen. Masse & Radius (Dichte) alleine sind hier eigentlich nicht sehr nützlich. Ich möchte auch darauf hinweisen, dass dieser Planet allein aufgrund seiner Masse und seines Radius niemals als Supererde hätte gelten dürfen. Ich denke, es gibt eine Tendenz, diesen Begriff herumzuwerfen, weil er "aufregender" ist, aber wir als Astronomen müssen unsere Terminologie klar halten.
- Alexandra Witze (@alexwitze) 11. September 2019
Und noch ein Thread von Marina Koren bei Der Atlantik:
Was ist mit der Bewohnbarkeit? Da der Planet von den meisten Wissenschaftlern als Mini-Neptun eingestuft wird, sind die Chancen erheblich geringer. Wasserdampf selbst oder sogar Regen (wie es in der Atmosphäre dieses Planeten immer noch für möglich gehalten wird) ist großartig, aber das Leben, wie wir wissen, erfordert eine felsige Oberfläche / ein felsiges Inneres für chemische Nährstoffe und flüssiges Wasser. Es mag zwar Planeten mit Lebensformen in nur gasförmiger Atmosphäre geben, aber zumindest für erdähnliches Leben scheint K2-18b dafür ungeeignet zu sein.
Es gab viele Debatten darüber, ob K2-18b eine Supererde oder ein Mini-Neptun ist. Die meisten Wissenschaftler sind sich jetzt einig, dass es sich um einen Mini-Neptun handelt, was die Wahrscheinlichkeit einer Bewohnbarkeit erheblich verringert. Bild über Patterson Clark / Washington Post / Quora.
Auf einem fernen Exoplaneten in der bewohnbaren Zone seines Sterns nach Wasserdampf suchen ist aufregend, ist aber an sich kein Bewohnbarkeitsnachweis. Es gibt viele Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, einschließlich der Zusammensetzung des Planeten und seiner Atmosphäre. K2-18b ist jedoch der bislang kleinste Exoplanet mit Wasserdampf in seiner Atmosphäre, was ein gutes Zeichen ist: Es unterstützt die Behauptung von Wissenschaftlern, dass sogar kleinere Planeten mit Wasserdampf und / oder flüssigem Wasser gefunden werden, Welten, die es gibt sind in Bezug auf Größe und Zusammensetzung erdähnlicher. Kommende weltraumgestützte Teleskope wie das James Webb Space Telescope (JWST) werden in der Lage sein, die Atmosphäre solcher und kleinerer Planeten detaillierter als je zuvor zu untersuchen und sogar nach Biosignaturen zu suchen, die ein Beweis für das Leben sein könnten.
Fazit: Der Exoplanet K2-18b hat zwar Wasserdampf in seiner Atmosphäre, aber der Planet selbst ist wahrscheinlich sehr unerdartig.