Výsledky jejich průzkumu byly zveřejněny v časopise Astrophysical Journal Letters.

Příznaky existence vody

V roce 2015 byla na oběžné dráze červeného trpaslíka K2-18b v souhvězdí Lva objevena ve vzdálenosti asi 124 světelných let od Země planeta K2-18b o průměru 2,6krát větším a hmotnosti 8,6krát větší než Země. V roce 2019 ukázaly výsledky rozboru dat kosmických teleskopů Kepler, Spitzer a Hubble, že atmosféra této planety obsahuje značné množství vodní páry. Byl to první objev planety s vodní atmosférou v obyvatelné zóně a také první exoplanety, na které by teoreticky mohl existovat život podobný zemskému.

Britští vědci z Cambridgeské univerzity použili data pozorování atmosféry a data o hmotnosti a průměru exoplanety K2-18b, aby odhadli pravděpodobnost tohoto scénáře s pomocí digitálního modelování, a zjistili, že se na povrchu planety může nacházet tekutá voda a že teploty a složení atmosféry obohacené kyslíkem tvoří podmínky vhodné pro život.

„Vodní pára byla objevena v atmosféře celé řady exoplanet, avšak i když se nachází v takzvané obyvatelné zóně, neznamená to povinně, že na jejím povrchu existují podmínky vhodné pro život,“ cituje zpráva univerzity pro tisk vedoucího průzkumu Nikku Madhusudhan. „Pro zjištění perspektiv obyvatelnosti je důležité zjistit vnitřní a atmosférické podmínky na planetě, zejména možnost existence na povrchu tekuté vody.“

S ohledem na velikost K2-18b vědci dříve předpokládali, že se tato planeta více podobá zmenšené verzi Neptunu než zvýšené verzi Země. Vědci měli za to, že se pod tlustou vodíkovou atmosférickou vrstvou tohoto malého Neptunu má nacházet vodní vrstva pod vysokým tlakem, a ještě níž jádro z kamene a železa. Když je vodíková vrstva velmi tlustá, budou teploty a tlak na povrchu vodní vrstvy příliš vysoké, aby tam mohl existovat život.

Vhodné životní podmínky

Autoři využili vlastnosti atmosféry jako hraniční podmínky pro vytvoření širokého spektru modelů, jež by dokázaly vysvětlit data pozorování. Nakonec zjistili rozsah takových parametrů nejdůležitějších pro odhad obyvatelnosti jako nasycení atmosféry vodíkem, teplot a tlaku ve vodní vrstvě.

Ukázalo se, že nehledě na velikost K2-18b nemusí být její vodíková vrstva velmi tlustá a vodní vrstva může mít vhodné podmínky pro existenci života.

Výzkumníci potvrdili, že atmosféra exoplanety je bohatá na vodík a obsahuje značné množství vodní páry. Také zjistili, že má obsah metanu a čpavku nižší, než předpokládali pro dané složení a atmosférický tlak. Autoři nejsou přesvědčeni, že tento fakt jednoznačně souvisí s biologickými procesy na K2-18b.

Podle výsledků modelování nečiní atmosféra více než 6 % celkové hmotnosti planety, ale nejspíš mnohem méně. Minimální obsah vodíku může klesnout na jednu miliontinu procenta, což je analogické obsahu v atmosféře Země. Docela „pozemské“ mohou být rovněž teploty a tlak na povrchu vodního oceánu K2-18b.

Získaná data poskytují astronomům nové možnosti pro pátrání po potenciálně obyvatelných světech mezi velkou skupinou exoplanet značně větších než Země, ale menších než Neptun.

Vědci počítají s tím, že data o atmosféře, jež získali v tomto průzkumu, budou upřesněna pomocí budoucích pozorování, zejména s pomocí kosmického teleskopu Jamese Webba vybaveného přístroji na určení složení atmosfér exoplanet, který má být spuštěn v roce 2021.