Med fler än 4, 000 exoplaneter – planeter som kretsar runt andra stjärnor än vår sol – upptäckte hittills, det kan tyckas som om vi är på väg att ta reda på om vi är ensamma i universum. Men tyvärr, vi vet inte mycket om dessa planeter – i de flesta fall bara deras massa och deras radie.

Att förstå om en planet skulle kunna vara värd för liv kräver mycket mer information. Just nu, en extremt viktig del av information som saknas är närvaron, deras atmosfärers sammansättning och struktur. Tecken på atmosfäriskt vatten, syre och metan skulle alla vara tecken på att en planet kan försörja liv.

Nu har vi för första gången lyckats upptäcka vattenånga i atmosfären på en exoplanet som är potentiellt beboelig. Våra resultat har publicerats i Natur astronomi .

En planets atmosfär spelar en avgörande roll för att forma förhållandena inuti den – eller på dess yta, om den har en. Dess sammansättning, stabilitet och struktur ger alla viktiga ledtrådar om hur det är att vara där. Genom atmosfäriska studier, vi kan därför lära oss om planetens historia, undersöka dess beboelighet och, i sista hand, upptäcka tecken på liv.

Den primära metoden som vi använder när vi undersöker exoplaneter är transitspektroskopi. Detta innebär att titta på stjärnljuset när en planet passerar framför sin värdstjärna. När den passerar, stjärnljus filtreras genom planetens atmosfär - med ljus som absorberas eller avleds baserat på vilka föreningar atmosfären består av.

Atmosfären lämnar därför ett karakteristiskt fotavtryck i det stjärnljus som vi försöker observera. Ytterligare analys kan sedan hjälpa oss att matcha detta fotavtryck till kända grundämnen och molekyler, som vatten eller metan.

Just nu, studiet av exoplanets atmosfärer är begränsat, eftersom denna typ av mätning kräver mycket hög precision, vilka nuvarande instrument inte byggdes för att leverera. Men molekylära signaturer från vatten har hittats i atmosfären på gasformiga planeter, liknande Jupiter eller Neptunus. Det har aldrig tidigare setts på mindre planeter – förrän nu.

K2-18 b

K2-18 b upptäcktes 2015 och är en av hundratals "superjordar" - planeter med en massa mellan jorden och Neptunus - som hittats av NASA:s rymdfarkost Kepler. Det är en planet med åtta gånger jordens massa som kretsar kring en så kallad "röd dvärg"-stjärna, som är mycket svalare än solen.

Dock, K2-18b är belägen i den "beboeliga zonen" av sin stjärna, vilket betyder att den har rätt temperatur för att stödja flytande vatten. Med tanke på dess massa och radie, K2-18 b är inte en gasformig planet, men har stor sannolikhet att ha en stenig yta.

Vi utvecklade algoritmer för att analysera stjärnljuset som filtrerats av denna planet med hjälp av transitspektroskopi, med data från rymdteleskopet Hubble.

Detta gjorde det möjligt för oss att göra den första framgångsrika upptäckten av en atmosfär med vattenånga runt en icke-gasformig planet, som också ligger inom den beboeliga zonen för sin stjärna.

För att en exoplanet ska kunna definieras som beboelig, det finns en lång lista med krav som måste uppfyllas. En är att planeten måste vara i den beboeliga zonen där vatten kan finnas i flytande form. Det är också nödvändigt att planeten har en atmosfär för att skydda planeten från all skadlig strålning som kommer från dess värdstjärna.

Ett annat viktigt element är närvaron av vatten, avgörande för livet som vi känner det. Även om det finns många andra kriterier för beboelighet, såsom närvaron av syre i atmosfären, vår forskning har gjort K2-18b till den bästa kandidaten hittills. Det är den enda exoplaneten som uppfyller tre krav för beboelighet:rätt temperaturer, en atmosfär och närvaron av vatten.

Dock, vi kan inte säga, med aktuella data, exakt hur troligt det är att planeten försörjer liv. Våra data är begränsade till ett område av spektrumet – det här visar hur ljus bryts ner av våglängd – där vatten dominerar, så andra molekyler kan tyvärr inte bekräftas.

Först av många?

Med nästa generations teleskop, som rymdteleskopet James Webb och rymduppdraget ARIEL, vi kommer att kunna hitta mer information om den kemiska sammansättningen, molntäckning och struktur av atmosfären i K2-18 b. Detta kommer att hjälpa oss att förstå hur beboeligt det är.

Dessa uppdrag kan också göra det lättare att göra liknande upptäckter för andra steniga kroppar i de beboeliga zonerna av deras moderstjärnor.

Det vore säkert spännande. Med K2-18 b 110 ljusår bort, det är inte riktigt en planet vi skulle kunna besöka – inte ens med små robotsonder – inom en överskådlig framtid.

Spännande nog, det är nog bara en tidsfråga innan vi hittar liknande planeter som är närmare. Så vi kan vara på god väg att svara på den urgamla frågan om vi trots allt är ensamma i universum.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.