K2-18 ist ein Roter Zwerg in einer Entfernung von etwa 124 Lichtjahren von der Erde.

In der habitablen Zone dieses Sterns wurde im Jahr 2015 mithilfe des Weltraumteleskops Kepler ein Exoplanet im Format einer sogenannten Supererde oder eines Mini-Neptuns entdeckt, der die Bezeichnung K2-18b erhielt. 2019 konnte anhand von Messungen des Hubble-Weltraumteleskops, sowie von zusätzlichen Daten der Kepler- und Spitzer-Weltraumteleskope, Wasserdampf in der Atmosphäre dieses Planeten nachgewiesen werden, womit es der erste Exoplanet mit bekanntem Wasservorkommen ist, das auch in flüssiger Form vorliegen könnte.

Planet

Der Planet K2-18 b befindet sich etwa 0,14 AE entfernt vom Zentralstern und umläuft ihn in 33 Tagen. Da der Stern deutlich kleiner als die Sonne ist, befindet sich der Planet in der habitablen Zone mit einer Gleichgewichtstemperatur von 284 ± 15 K. Masse und Radius konnten bestimmt werden aufgrund der Tatsache, dass der Planet mittels Transitmethode wie auch mittels Radialgeschwindigkeitsmethode detektiert werden konnte. Er hat in etwa die 7- bis 10-fache Erdmasse und den 2,7-fachen Radius der Erde. Daraus ergibt sich eine im Vergleich zur Erde deutlich niedrigere Dichte um 2,3 g/cm³. Aufgrund der hohen Masse und der geringen Dichte wird er sich in vielen Eigenschaften deutlich von ihr unterscheiden und möglicherweise eher mit kleinen Gasplaneten wie Uranus und Neptun vergleichbar sein. In der Atmosphäre des Exoplaneten konnten neben Wasserdampf auch Wasserstoff und Helium nachgewiesen werden. Die Atmosphäre dürfte damit deutlich dichter als diejenige der Erde sein. Entsprechend wäre zwar anzunehmen, dass der nachgewiesene Wasserdampf kondensiert und als Regen fällt; er sich aber wahrscheinlich in tieferen Atmosphärenschichten wieder aufwärmt und die Tropfen verdunsten. An der Planetenoberfläche wird ein hoher Druck erwartet, der mehrere Millionen Mal so hoch ist wie derjenige auf der Erde. Aufgrund dieser extremen Druckverhältnisse unterscheiden sich auch die sonstigen Bedingungen an der Oberfläche mit Sicherheit beträchtlich von denen auf der Erde. Hinzu kommt die von Roten Zwergen üblicherweise ausgehende starke kosmische Strahlung (siehe dazu auch Roter Zwerg#Planeten).

2023 wurde durch das JWST Methan in der Planetenatmosphäre festgestellt (Sicherheit von knapp 5σ). Auch dürfte die Atmosphäre Kohlenstoffdioxid enthalten (um die 3σ). Die offene Frage, ob sich in der Atmosphäre Dimethylsulfid befindet, ist Gegenstand von Forschungen (Stand September 2023).

Weblinks

• Spektrum.de: Warum der Hype um K2-18b nicht gerechtfertigt ist 12. September 2019

Einzelnachweise

1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 K2-18. In: SIMBAD. Centre de Données astronomiques de Strasbourg, abgerufen am 11. September 2019. 
2. 1 2 3 4 5 6 K2-18. NASA Exoplanet Archive, abgerufen am 11. September 2019. 
3. 1 2 Paula Sarkis et al.: The CARMENES Search for Exoplanets around M Dwarfs: A Low-mass Planet in the Temperate Zone of the Nearby K2-18. In: The Astronomical Journal. 155. Jahrgang, Nr. 6, 2018, doi:10.3847/1538-3881/aac108, arxiv:1805.00830, bibcode:2018AJ....155..257S. 
4. ↑ Benjamin T. Montet, Timothy D. Morton, Daniel Foreman-Mackey, John Asher Johnson, David W. Hogg, Brendan P. Bowler, David W. Latham: Stellar and Planetary Properties of K2 Campaign 1 Candidates and Validation of 17 Planets, Including a Planet Receiving Earth-like Insolation. In: The Astrophysical Journal. 809. Jahrgang, Nr. 1, 2015, doi:10.1088/0004-637X/809/1/25, arxiv:1503.07866, bibcode:2015ApJ...809...25M. 
5. 1 2 Angelos Tsiaras, Ingo P. Waldmann, Giovanna Tinetti, Jonathan Tennyson, Sergey N. Yurchenko: Water vapour in the atmosphere of the habitable-zone eight-Earth-mass planet K2-18 b. In: Nature Astronomy. doi:10.1038/s41550-019-0878-9, arxiv:1909.05218. 
6. ↑ Forscher finden erstmals Wasser auf K2-18b. Spiegel Online, abgerufen am 11. September 2019. 
7. ↑ Zum ersten Mal nachgewiesen - In lebensfreundlicher Zone: Forscher finden Wasser auf Supererde. Abgerufen am 11. September 2019. 
8. ↑ R. Cloutier, N. Astudillo-Defru, R. Doyon, X. Bonfils, J.-M. Almenara: Confirmation of the radial velocity super-Earth K2-18c with HARPS and CARMENES. In: Astronomy & Astrophysics. Band 621, Januar 2019, ISSN 0004-6361, S. A49, doi:10.1051/0004-6361/201833995, arxiv:1810.04731, bibcode:2019A&A...621A..49C (aanda.org [abgerufen am 12. September 2019]). 
9. ↑ NASA’s Hubble Finds Water Vapor on Habitable-Zone Exoplanet for 1st Time. NASA, abgerufen am 11. September 2019. 
10. ↑ Discovery! Water Vapor — and Likely Clouds, Rain, Too — Found on Strange Alien Planet. Space.com, abgerufen am 11. September 2019 (englisch). 
11. ↑ Isabelle Yan: Webb Discovers Methane, Carbon Dioxide in Atmosphere of K2-18 b. In: nasa.gov. 11. September 2023, abgerufen am 15. September 2023.
12. ↑ Slowblog: Die spannenden Funde des James Webb Space Telescope. In: spektrum.de. abgerufen am 15. September 2023.
13. ↑ Nikku Madhusudhan, Subhajit Sarkar, Savvas Constantinou, Måns Holmberg, Anjali Piette, Julianne I. Moses: Carbon-bearing Molecules in a Possible Hycean Atmosphere. 11. September 2023, arXiv:2309.05566.