K2-18b

K2-18b , también conocido como EPIC 201912552 b , es un exoplaneta que orbita alrededor de la enana roja K2-18 , ubicada a 124 años luz (38  pc ) de la Tierra. [4] [5] El planeta, descubierto inicialmente con el telescopio espacial Kepler , tiene aproximadamente ocho veces la masa de la Tierra y, por lo tanto, se clasifica como una súper Tierra . Tiene una órbita de 33 días dentro de la zona habitable de la estrella .

K2-18b
Esa-hubble-k2-18a impresión.jpg
Impresión artística de K2-18b (derecha) orbitando a la enana roja K2-18 (izquierda). El exoplaneta K2-18c se muestra entre ellos.
Descubrimiento [1]
Sitio de descubrimientoTelescopio espacial Kepler
Fecha de descubrimiento2015
Método de detecciónTránsito
Características orbitales [2]
Semieje mayor0.1429+0,0060
−0,0065 au
21.380.000 kilometros
Excentricidad0,20 ± 0,08
Periodo orbital32.939 623+0.000 095
−0.000 100 D
Inclinación89.5785 °+
0,0079 ° −0,0088 °
Argumento de periastrón−0,10+0,81
−0,59 rad
Semi-amplitud3,55+0,57
−0,58 Sra
EstrellaK2-18
Características físicas
Radio medio 2.610 ± 0.087  R ⊕ [3]
Masa8,63 ± 1,35  M ⊕ [4]
Densidad media 4,01 g / cm 3
Gravedad superficial≤1,66  g
Temperatura265 ± 5  K (−8 ± 5  ° C ) [4]

En septiembre de 2019, dos estudios de investigación independientes, que combinan datos del telescopio espacial Kepler, el telescopio espacial Spitzer y el telescopio espacial Hubble , concluyeron que hay cantidades significativas de vapor de agua en su atmósfera, una novedad para un exoplaneta en la zona habitable. . [6] [7] [8]

K2-18b fue identificado como parte del programa del telescopio espacial Kepler, uno de los más de 1.200 exoplanetas descubiertos durante la misión K2 "Second Light" . [9] El descubrimiento de K2-18b se realizó en 2015, orbitando una estrella enana roja (ahora conocida como K2-18) con un tipo espectral estelar de M2.8 a unos 124 años luz (38 pc) de la Tierra. El planeta fue detectado a través de variaciones en la curva de luz de la estrella causadas por el tránsito del planeta frente a la estrella visto desde la Tierra. [1] [10] El planeta fue designado "K2-18b" ya que fue el decimoctavo planeta descubierto durante la misión K2. El contraste relativamente bajo predicho entre el planeta y su estrella anfitriona facilitaría la observación de la atmósfera de K2-18b en el futuro. [1]

En 2017, los datos del Telescopio Espacial Spitzer confirmaron que K2-18b orbita en la zona habitable alrededor de K2-18 con un período de 33 días, lo suficientemente corto como para permitir observaciones de múltiples ciclos orbitales K2-18b y mejorar la significación estadística del señal. Esto llevó a un interés generalizado en las observaciones continuas de K2-18b. [11]

Estudios posteriores sobre K2-18b utilizando el buscador de planetas de velocidad radial de alta precisión (HARPS) y la búsqueda de alta resolución de Calar Alto para enanas M con Exoearths con instrumentos de espectrógrafo de Echelle óptico y de infrarrojo cercano (CARMENES) también identificaron un posible segundo exoplaneta, K2 -18c, con una masa estimada de5,62 ± 0,84  M ⊕ en una órbita más cerrada de 9 días, [4] pero este planeta adicional aún no ha sido confirmado y, en cambio, puede deberse a la actividad estelar. [2]

La ubicación de la estrella K2-18 en el cielo, marcada por un círculo blanco.

K2-18 está en la constelación de Leo , pero fuera de su asterismo de león . [12] Cuando se descubrió por primera vez, se estimó que la distancia de K2-18 a la Tierra era de 110 años luz (34 pc). [1] Sin embargo, datos más precisos del proyecto de mapeo estelar de Gaia han mostrado que K2-18 está a una distancia de 124,02 ± 0,26 años luz (38,025 ± 0,079 pc). Esta medición de distancia mejorada ayudó a refinar las propiedades del sistema exoplanetario. [4]

K2-18b orbita K2-18 a aproximadamente 0,1429  au (21,38 millones de km), que se encuentra dentro de la zona habitable calculada para la enana roja, 0,12-0,25 au (18-37 millones de km). [8] El exoplaneta tiene un período orbital de aproximadamente 33 días, [11] lo que sugiere que está bloqueado por mareas , con la misma cara que su estrella anfitriona. [13] Se estima que la temperatura de equilibrio del planeta es de alrededor de 265 ± 5  K (-8 ± 5 ° C; 17 ± 9 ° F), [4] debido a su irradiancia estelar de aproximadamente el 94% de la de la Tierra. [11] Se estima que K2-18b tiene un radio de2.279 ± 0.025  R ⊕ y una masa de8,63 ± 1,35  M ⊕ , basado en análisis con instrumentos HARPS y CARMENES, así como en observaciones de seguimiento de Spitzer. [4] [11] Inicialmente se consideró un mini-Neptuno en su descubrimiento de 2015, [1] pero los datos mejorados sobre K2-18b lo han clasificado como una súper-Tierra . [11] Un estudio posterior de 2019 clasificó al planeta como subneptuno. [14] [3]

  • "> Reproducir medios

    Impresión artística del sistema estelar K2-18

  • Diagrama del sistema planetario K2-18, que muestra las órbitas de K2-18b y el candidato no confirmado K2-18c, y la zona habitable de la estrella.

    • Una comparación del tamaño, la órbita y otras características de K2-18b con otros exoplanetas detectados sugiere que el planeta podría albergar una atmósfera que contenga gases adicionales además de hidrógeno y helio . [15]

    Video externo
    video icon Hubblecast Light sobre el descubrimiento de vapor de agua en K2-18b (video / 1:19 ; 11 de septiembre de 2019)
    video icon Sobre el descubrimiento de vapor de agua en el K2-18b del Centro Espacial Goddard de la NASA (video / 2: 03; 11 de septiembre de 2019)

    Se realizaron más estudios utilizando el Telescopio Espacial Hubble, que corroboraron los resultados de las observaciones de Kepler y Spitzer y permitieron mediciones adicionales de la atmósfera del planeta . En 2019 se publicaron dos análisis separados de los datos del Hubble realizados por investigadores de la Université de Montréal y del University College London (UCL). Ambos examinaron los espectros de luz estelar que atraviesan la atmósfera del planeta durante los tránsitos, y encontraron que K2-18b tiene una atmósfera de hidrógeno-helio con una alta concentración de vapor de agua, que podría oscilar entre el 0,01% y el 12,5%, hasta entre el 20% y el 50%, dependiendo de qué otras especies gaseosas estén presentes en la atmósfera. En los niveles superiores de concentración, el vapor de agua sería lo suficientemente alto como para formar nubes. [7] [8] [16] El estudio dirigido por UCL se publicó el 11 de septiembre de 2019 en la revista Nature Astronomy ; el estudio dirigido por la Université de Montréal se publicó un día antes en el servidor de preimpresión arXiv.org y luego se publicó en The Astrophysical Journal Letters . [13] El análisis dirigido por UCL detectó agua con una significación estadística de 3,6 desviaciones estándar , equivalente a un nivel de confianza del 99,97%. [8]

    Este fue el primer exoplaneta de supertierra dentro de la zona habitable de una estrella cuya atmósfera fue detectada, [8] y el primer descubrimiento de agua en un exoplaneta de zona habitable. [6] [7] Previamente se había detectado agua en las atmósferas de exoplanetas de zonas no habitables como HD 209458 b , XO-1b , WASP-12b , WASP-17b y WASP-19b . [17] [18] [19]

    Los astrónomos enfatizaron que el descubrimiento de agua en la atmósfera de K2-18b no significa que el planeta pueda albergar vida o incluso que sea habitable, ya que probablemente carece de una superficie sólida o una atmósfera que pueda albergar vida. [6] Sin embargo, encontrar agua en un exoplaneta de una zona habitable ayuda a comprender cómo se forman los planetas. [6] Un estudio dirigido por astrónomos de la Universidad de Cambridge consideró la estructura interior del planeta y encontró una gama de posibles soluciones, desde un núcleo rocoso con una gruesa envoltura de hidrógeno hasta un planeta compuesto principalmente de agua con una atmósfera más fina. Un subconjunto de estas soluciones podría permitir la presencia de agua líquida en la superficie del planeta, aunque a temperaturas y presiones superiores a la STP . [20] Ahora se espera que K2-18b se observe con el telescopio espacial James Webb , que se lanzará en 2021, y el telescopio espacial ARIEL , que se lanzará en 2029. Ambos llevarán instrumentos diseñados para determinar la composición de atmósferas de exoplanetas . [7]

    La simulación detallada del espectro planetario en 2020 ha indicado que la banda de absorción de 1.4um atribuida anteriormente al agua puede deberse al metano. Las firmas espectrales del vapor de agua no serían dominantes para los planetas fríos (por debajo de 600 K ). [21] [22]

    • Agua líquida extraterrestre  : agua en su estado líquido que se encuentra naturalmente fuera de la Tierra.
    • Habitabilidad de los satélites naturales # En el Sistema Solar  - Medida del potencial de los satélites naturales para tener entornos propicios para la vida.
    • Habitabilidad de los sistemas de enanas rojas
    • Lista de exoplanetas potencialmente habitables
    • Habitabilidad planetaria  : grado en el que un planeta es adecuado para la vida tal como la conocemos.

    1. ↑ a b c d e Montet, Benjamin T .; et al. (5 de agosto de 2015). "Propiedades estelares y planetarias de los candidatos de la campaña 1 de K2 y validación de 17 planetas, incluido un planeta que recibe una insolación similar a la de la Tierra". El diario astrofísico . 809 (1): 25. arXiv : 1503.07866 . Código Bibliográfico : 2015ApJ ... 809 ... 25M . doi : 10.1088 / 0004-637X / 809/1/25 . S2CID  33348734 .
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    • Benneke, Björn; et al. (2019). "Vapor de agua en el exoplaneta K2-18b de la zona habitable". arXiv : 1909.04642 . doi : 10.3847 / 2041-8213 / ab59dc . S2CID  209324670 . Cite journal requiere |journal=( ayuda )
    • K2-18 b Página de descripción general del planeta confirmada , Archivo de exoplanetas de la NASA

    Coordenadas : Sky map 11 h 30 m 14,518 s , + 07 ° 35 ′ 18,257 ″