K2-18b

K2-18b

Impressão artística do K2-18b (à direita) orbitando a anã vermelha K2-18
Descoberta
Local da descoberta	Telescópio Espacial Kepler
Data da descoberta	2015
Características orbitais
Excentricidade	0,20±0,08
Período orbital (sideral)	32,939623+0,000095 −0,000100 dia
Inclinação	89,5785°+0,0079° −0,0088°
Longitude do nó ascendente	3,55+0,57 −0,58 m/s
Argumento do periélio	−0,10+0,81 −0,59 rad
Características físicas
Massa	8,63±1,35 M⊕[1]
Densidade média	2,38 g/cm3
Gravidade superficial	≤1,18 g (física)

K2-18b, também conhecido como EPIC 201912552 b, é um exoplaneta que está orbitando em torno de K2-18, uma estrela anã vermelha, localizada a cerca de 124 anos-luz (38 pc de distância a partir da Terra, na constelação de Leão) Ele é 2,6 vezes o raio e 8,6 vezes a massa da Terra. O planeta completa uma órbita a cada 33 dias^[2][3] e tem um Índice de similaridade com a Terra (ESI) de 0,73.^[4][5] O K2-18b é o único exoplaneta conhecido por ter água e temperaturas que podem sustentar a vida.^[6]

Este planeta foi descoberto pela sonda espacial Kepler, durante a sua missão estendida K2, Campanha 1. A assinatura da velocidade radial deste planeta é mascarada por variações devido à atividade estelar, impedindo uma determinação exata da massa. K2-18b pode ser um alvo interessante para estudos atmosféricos de exoplanetas em trânsito.^[3]

Devido a seu elevado raio, ligeiramente menor do que Kepler-22b, este planeta pode ser um "mundo oceânico", comparável ao Gliese 1214 b, que é conhecido por ser um planeta rico em água, ou poderia ter um escudo exterior gasoso semelhante a Kepler-11f um dos menores planetas gasosos conhecidos.

Em 12 de setembro de 2019, de acordo com informações obtidas do telescópio espacial Hubble, foi detectado vapor d'água nesse exoplaneta. A atmosfera é rica em hidrogênio com uma quantidade significativa de vapor de água. Os níveis de outros produtos químicos, como metano e amônia, estavam abaixo do esperado para essa atmosfera.^[7]

A densidade de K2-18b é cerca de 2,67+0,52
−0,47 g/cm³—intermédia entre a da Terra e a de Neptuno—, o que implica que o planeta possui um invólucro rico em hidrogénio.^[a][9] O planeta pode ser rochoso com um invólucro espesso ou ter uma composição semelhante à de Neptuno - uma composição semelhante à de Neptuno implica que, para além de água e rocha, o planeta contém quantidades substanciais de hidrogénio e é menos provável que seja um planeta de água pura com uma atmosfera fina. ^[10]

A temperaturas que excedem o ponto crítico, os líquidos e os gases deixam de ter fases diferentes e deixa de haver separação entre um oceano e a atmosfera.^[11] Não é claro se as observações implicam a existência de um oceano líquido separado da atmosfera em K2-18b,^[12] e detetar tal oceano é difícil a partir do exterior;^[13] a sua existência não pode ser inferida ou descartada apenas com base na massa e no raio de um planeta.^[14]

A existência de um oceano de água líquida é incerta.^[15] Antes das observações do Telescópio Espacial James Webb, acreditava-se que um estado supercrítico da água era mais provável.^[16] As observações do JWST foram inicialmente consideradas mais consistentemente relacionadas com uma interface fluido-gás e, portanto, um oceano líquido^[17] - os gases, como o hidrocarbonetos e o amoníaco, podem ser perdidos de uma atmosfera para um oceano, se é que este existe; a sua presença pode, portanto, implicar a ausência de uma separação oceano-atmosfera.^[18] Trabalhos subsequentes concluem que um oceano de magma também pode ser capaz de dissolver amónio e explicar os resultados da observação,^[19] mas não para explicar as concentrações observadas de óxido de carbono.^[20] Outro artigo sugere que um modelo de oceano de água líquida requer a presença de uma biosfera para produzir uma quantidade suficiente de metano.^[21]

Em 2019 foi relatada a presença de vapor de água na atmosfera do K2-18b, chamando a atenção para este sistema.^[22] Em 2023, o telescópio espacial James Webb detectou dióxido de carbono e metano na atmosfera do exoplaneta K2-18b. Os dados do JWST foram interpretados de várias maneiras como um oceano de água ou um planeta oceânico de magma com uma atmosfera rica em hidrogénio e um mininetuno rico em gás. K2-18b foi estudado como um mundo potencialmente habitável que, deixando de lado a temperatura, se assemelha mais a um planeta gasoso como Urano ou Netuno do que à Terra.

Em 2023, o K2-18b foi observado com o Telescópio Espacial James Webb, que revelou a presença de moléculas contendo carbono, incluindo metano e dióxido de carbono, na sua atmosfera. A abundância destas duas moléculas e a escassez de amónia suportam a hipótese de que o planeta poderá ser um planeta oceânico com uma atmosfera rica em hidrogénio. Além disso, James Webb também pode ter proporcionado uma possível deteção de uma molécula chamada sulfureto de dimetilo. Na Terra, esta molécula é produzida apenas pela vida, especialmente pelo fitoplâncton.^[23]

Espera-se que o exoplaneta seja estudado mais a fundo pelo telescópio espacial ARIEL, que será lançado em 2029. O telescópio ARIEL, tal como o telescópio James Webb, transportará instrumentos concebidos para determinar a composição das atmosferas dos exoplanetas.^[24]

Em 16 de abril de 2025, pesquisadores da Universidade de Cambridge anunciaram a possível detecção de atividade biológica em K2-18b. O estudo foi publicado no Astrophysical Journal e tem como principal autor o astrônomo Nikku Madhusudhan.^[25]

Os dados foram obtidos por meio do telescópio espacial James Webb e indicam a presença de dois gases na atmosfera do exoplaneta: dimetil sulfeto (DMS) e dissulfeto de dimetila (DMDS). Na Terra, essas substâncias são produzidas exclusivamente por organismos vivos — principalmente seres simples, como o fitoplâncton marinho. Por isso, esses compostos são considerados potenciais bioassinaturas.^[26]

Apesar de a descoberta levantar a hipótese de vida microbiana em K2-18b, os cientistas ressaltam que ainda são necessários mais estudos teóricos e experimentais para confirmar a presença de vida.^[27][28]

Em abril de 2025, a mesma equipa que alegou a deteção de DMS reportou a deteção de DMS e/ou DMDS com significância de 3σ. As observações foram feitas com espectroscopia de transmissão JWST MIRI LRS.^[29] A publicação foi acompanhada por um comunicado de imprensa que afirmava "os indícios mais fortes até à data de atividade biológica fora do sistema solar".^[30] Isto foi criticado por outros cientistas. A NASA emitiu um comunicado afirmando que "a deteção de uma única potencial bioassinatura não constituiria descoberta de vida", e a cientista planetária Sarah Hörst apontou para experiências laboratoriais que mostram que o DMS pode ser produzido sem vida.^[31] Um estudo de acompanhamento argumentou que a suposta evidência para o DMS era o resultado de suposições incompletas do modelo e que outros gases, como o propino, um gás encontrado em Neptuno, podem fornecer uma melhor explicação das observações.^[32] Outro estudo refere que os dados do MIRI/LRS não mostram qualquer evidência estatística forte para quaisquer gases específicos (incluindo DMS),^[33] mas o modelo utilizado no estudo foi considerado "não físico".^[34] Um estudo posterior da equipa original descobriu que, considerando todos os dados disponíveis e explorando 650 gases possíveis, o DMS permaneceu como uma das três moléculas que melhor explicam todas as observações.^[34] Os outros dois gases são o sulfureto de dietilo e o metacrilonitrilo, ambos mais complexos que o DMS, não têm fontes abióticas conhecidas nas atmosferas planetárias e estão presentes em abundâncias insignificantes na Terra, provenientes de fontes biogénicas e antropogénicas. No entanto, os investigadores utilizaram apenas modelos que tiveram em conta moléculas individuais. Outra análise, examinando o espectro de transmissão combinado do NIRISS+NIRSpec+MIRI JWST, encontrou poucas evidências de DMS e DMDS devido às suas supostas características espectrais no espectro MIRI serem muito maiores do que aquelas em comprimentos de onda mais curtos e ao facto de exigirem uma altura de escala atmosférica mais elevada e uma temperatura muito mais elevada, o que é inconsistente com as observações do NIRISS e do NIRSpec.^[35] Este estudo estimou que seriam necessários mais 25 trânsitos utilizando o instrumento MIRI para descartar um espectro de linha plana em comparação com um com DMS e DMDS.^[35]

Um estudo realizado em 2025 com o JWST utilizando quatro novas observações de trânsito sugeriu que, embora o K2-18b possa ter um interior rico em água, a presença provisória de DMS e metil mercaptano (CH₃SH) pode ser explicada abioticamente.^[36] A New Scientist noticiou que três outros investigadores consideraram que o novo artigo indica que não há DMS presente na atmosfera.^[37]

• Animação artística do sistema estelar K2-18.
• 
  Diagrama do sistema planetário K2-18, mostrando as órbitas de K2-18b e do candidato não confirmado K2-18c, e a zona habitável da estrela.

• K2-18
• Planeta oceânico
• Planeta hiceano

Referências