Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил признаки атмосферы на экзопланете LHS 1140 b в 48 световых годах от нас

Космический телескоп Джеймса Уэбба получил данные об экзопланете LHS 1140 b во время двух проходов перед ее звездой в декабре 2023 года. Планета вращается вокруг красного карлика примерно в 48 световых годах от Земли, в созвездии Кита. Она находится в обитаемой зоне звезды, где температура может позволить существовать жидкой воде.

Эти наблюдения в сочетании с предыдущими измерениями массы и радиуса указывают на то, что LHS 1140 b может быть миром, богатым водой. Планета примерно в 1,73 раза больше радиуса Земли и в 5,6 раза больше ее массы. Плотность ниже, чем ожидалось для чистого каменистого тела, привела исследователей к выводу, что от 9% до 19% его массы может состоять из воды.

Планета, открытая в 2017 году, получила новый профиль с обновленными данными

LHS 1140 b была обнаружена в 2017 году проектом MEarth-South. В то время астрономы классифицировали ее как скалистую суперземлю. Однако более точные измерения, проведенные в 2023 году, изменили эту точку зрения. Пониженная плотность предполагает значительное присутствие воды, что открывает возможность существования мирового океана.

Родительская звезда LHS 1140 — красный карлик, масса которого составляет 18% массы Солнца и 21% его радиуса. Ему более 5 миллиардов лет, и у него низкая звездная активность. Эта стабильность снижает риск извержений, которые могут разрушить планетарные атмосферы. Планета совершает оборот по орбите каждые 24,7 дня.

• Звезда излучает менее 0,4% солнечной светимости.
• Планета получает около 43% энергии, которую Земля получает от Солнца.
• Орбитальное расстояние составляет около 0,095 а.е.

Эти условия помещают LHS 1140 b в область, где, согласно теоретическим моделям, вода может существовать в жидком состоянии.

Наблюдения трансмиссионной спектроскопии исключают наличие водородной атмосферы

Джеймс Уэбб использовал прибор NIRISS для проведения трансмиссионной спектроскопии. В этом методе свет звезды проходит через атмосферу планеты во время транзита. Газы поглощают волны определенной длины, что позволяет идентифицировать их состав. Данные двух пассажей анализировали вместе.

Результаты с высокой степенью уверенности исключили наличие богатой водородом атмосферы, типичной для мини-Нептунов. Вместо этого появились сигналы, совместимые с рэлеевским рассеянием — явлением, связанным с легкими молекулами, такими как азот. Статистический уровень достоверности составил 2,3 сигмы, что указывает на предварительные, но значимые доказательства. Глобальные климатические модели усилили исключение атмосфер с преобладанием водорода.

Возможное присутствие азота будет иметь важное значение. На Земле этот газ составляет около 78% атмосферы и помогает регулировать давление и температуру. Если это подтвердится в LHS 1140 b, это укажет на вторичную атмосферу, сохранившуюся с течением времени, возможно, сформированную внутренними геологическими процессами.

Leia Também

Time Crisis возвращается в PS Plus Premium с гироскопическим прицеливанием и улучшенной графикой

Играет ли сегодня Габриэль Жезус? Атлетико Мадрид против Арсенала в полуфинале Лиги чемпионов УЕФА

Билеты на WWE Live в Сантьяго поступят в предварительную продажу с 5 мая.

Структура воды предполагает наличие океана под ледниковым покровом

Высокая доля воды в массе планеты приводит к гипотезе океанического мира. Модели показывают, что часть этой воды может замерзнуть на поверхности, образуя лед, в то время как жидкий океан будет существовать внизу под давлением. Эта конфигурация распространена в телах с плотной атмосферой и умеренными температурами.

Из-за близости к звезде планета, вероятно, имеет синхронное вращение. Одна сторона всегда обращена к звезде, а другая остается в темноте. В этой ситуации тепло, сконцентрированное на дневной стороне, может локально растопить лед. В результате в центре освещенного лица появится круглый океан, окруженный льдом. Астрономы называют этот узор «глазом планеты».

• Вода может составлять до 19% от общей массы.
• Океан на освещенной стороне имел бы размеры, сравнимые с большими земными океанами.
• Атмосферное давление поможет поддерживать жидкое состояние в определенных регионах.

Эти сценарии все еще зависят от дополнительных подтверждений. Джеймс Уэбб по-прежнему запланирован на будущие наблюдения, которые могли бы уточнить данные.

Стабильность звезды благоприятствует сохранению благоприятных условий

В отличие от многих молодых активных красных карликов, LHS 1140 демонстрирует небольшие изменения в своей активности. Отсутствие зафиксированных интенсивных извержений снижает подверженность планеты вредному излучению. Эта характеристика увеличивает вероятность того, что атмосфера, если она существует, сохранится на протяжении миллиардов лет.

В систему входит еще одна планета, LHS 1140 c, более глубокая и каменистая. Во время одного из наблюдений Джеймса Уэбба одновременно произошел транзит этого второго тела, что дало дополнительные данные для калибровки. Сочетание всей доступной сегодня информации позиционирует LHS 1140 b как одного из наиболее многообещающих кандидатов для изучения обитаемости среди известных экзопланет в обитаемой зоне.

Следующие шаги направлены на подтверждение газов и климата

Астрономы планируют дополнительные наблюдения с Джеймсом Уэббом, чтобы повысить уровень достоверности обнаруженных сигналов. Цель включает подтверждение присутствия азота и поиск других компонентов, таких как углекислый газ или водяной пар. Каждая новая сессия помогает уточнить модели атмосферы и климата.

Случай LHS 1140 b подчеркивает достижения в характеристике небольших экзопланет с умеренным климатом. Телескоп продолжает предоставлять данные, которые позволяют нам различать разные типы миров и оценивать их потенциал для условий, подобных земным.