Впервые в истории. Астрономы обнаружили атмосферу у скалистой планеты в зоне обитаемости
Астрономы обнаруживают атмосферы экзопланет уже более 20 лет, однако лишь сейчас исследователям удалось выявить атмосферу у тщательно изученной, потенциально пригодной для жизни «суперземли» под названием LHS 1140 b.
Это открытие предоставляет самые веские на сегодня доказательства того, что за пределами нашей Солнечной системы могут существовать миры с условиями, схожими с земными по составу и температуре и способными поддерживать жизнь, пишет Science Alert.
«Это первый случай, когда удалось обнаружить атмосферу у каменистой планеты, находящейся в обитаемой зоне другой звезды», — говорит Коллин Черубим, планетолог из Гарвардского университета и ведущий автор нового исследования.
Согласно измерениям, масса LHS 1140 b более чем в пять раз превышает массу Земли, а радиус — в 1,7 раза. Это согласуется со скалистым составом земного типа и наличием компонентов с низкой плотностью, таких как разреженная атмосфера и, возможно, некоторое количество воды.
Кроме того, LHS 1140 b важна тем, что она входит в систему, расположенную примерно в 50 световых годах от нас, и вращается вокруг красного карлика, масса и размеры которого составляют около одной пятой от солнечных, а сам он значительно холоднее Солнца.
«Двадцать лет назад мы задавались вопросом, существуют ли вообще другие планеты земного типа. Затем мы узнали, что они распространены, и обнаружили некоторые из них в обитаемой зоне. Следующий вопрос заключался в том, удалось ли какой-либо из них сохранить атмосферу. Теперь мы знаем, что по крайней мере одной планете это удалось», — объясняет Робин Уордсворт, планетолог из Гарвардского университета и один из соавторов исследования.
Ранее Колин Черубим предсказал существование гелиевой атмосферы у планеты LHS 1140 b, используя разработанную с нуля компьютерную модель процесса, известного как массовое фракционирование. Его модель, созданная при участии Уордсворта, «показала, что планеты, находящиеся в идеальных условиях, могут терять водород и удерживать гелий, формируя атмосферу, в которой преобладает гелий, — планеты, которые я называю "гелиевыми мирами"», — сказал Черубим.
«Это недавно предсказанный класс планет, который, как я утверждал, может быть не таким уж экзотическим, а, наоборот, естественным этапом эволюции многих малых планет. Я хотел проверить это предсказание, поэтому занялся поиском утекающего гелия — и нашел его!» — рассказал ученый.
Для этого исследователи использовали спектрограф WINERED в обсерватории Лас-Кампанас в чилийской пустыне Атакама, чтобы понаблюдать за LHS 1140 b и соседней с ней планетой в сентябрьскую ночь 2024 года, когда оба небесных тела проходили на фоне своей звезды. Астрономы смогли определить, какие длины волн света поглощаются атмосферами этих планет.
Они обнаружили, что LHS 1140 b (но не соседняя планета) демонстрирует признаки наличия гелиевой атмосферы, которая утекает в космос со скоростью сотни тысяч килограммов в секунду. Этот поток, нагретый звездным излучением до температуры свыше 4700 градусов Цельсия (8500 градусов Фаренгейта), вероятно, вызван звездным ветром или магнитным взаимодействием между планетой и звездой. По-видимому, этот процесс также носит переменный характер, поскольку исследователи не зафиксировали его при повторном наблюдении планеты в 2025 году.
Удивительно, но LHS 1140 b удерживает эту атмосферу уже более 3 миллиардов лет.
«Планета получает от своей звезды 42 процента той энергии, которую Земля получает от Солнца. Поэтому, хотя на протяжении своей истории она подвергалась воздействию более высоких уровней рентгеновского и ультрафиолетового излучения (которое, как правило, разрушает атмосферы каменистых планет), она сохранила определенное количество гелия, вероятно, накопившегося в процессе формирования», — сказал Черубим.
Таким образом, задача смещается в сторону дальнейшего изучения этой интересной планеты, чтобы выяснить, есть ли на ней океаны или другие объекты, благоприятные для жизни. Подобные методы также могут стимулировать открытие новых миров, обладающих атмосферой — возможно, даже планет, подобных Земле, которые вращаются в обитаемой зоне спокойных звезд.
Ранее NV Техно писал, что астрономы недавно подтвердили существование экзопланеты Beta Pictoris d, которую случайно обнаружили при анализе старых и новых наблюдений. Она стала самой тусклой планетой, которую удалось сфотографировать напрямую с Земли.
Планета обращается вокруг звезды Бета Живописца, расположенной примерно в 64 световых годах от Земли. Впервые о её существовании сообщили в 2025 году, однако подтвердить открытие удалось благодаря данным, которые собирали более десяти лет.