Το Telescópio Espacial James Webb έχει συλλάβει προκαταρκτικά στοιχεία μιας ατμόσφαιρας στον εξωπλανήτη LHS 1140 b, που βρίσκεται 48 έτη φωτός από τον Terra στον αστερισμό Cetus. Οι παρατηρήσεις που πραγματοποιήθηκαν τον Δεκέμβριο του 2023 χρησιμοποίησαν δύο περάσματα του πλανήτη μπροστά από το άστρο υποδοχής του για να αναλύσουν την ατμοσφαιρική σύνθεση. Ο πλανήτης περιφέρεται γύρω από έναν κόκκινο νάνο και βρίσκεται εντός της κατοικήσιμης ζώνης, μια περιοχή όπου οι θερμοκρασίες μπορούν να επιτρέψουν το νερό σε υγρή μορφή.
Αρχική Descoberta και αναταξινόμηση πλανητών
Το LHS 1140 b αναγνωρίστηκε το 2017 από το έργο MEarth-South, όταν οι αστρονόμοι το κατέταξαν ως βραχώδες υπερ-Terra. Το πιο ακριβές Medições που εκτελέστηκε το 2023 άλλαξε σημαντικά αυτήν την κατανόηση. Ο πλανήτης έχει περίπου 1,73 φορές την ακτίνα της Γης και 5,6 φορές τη μάζα του, με πυκνότητα μικρότερη από αυτή που αναμένεται για ένα αμιγώς βραχώδες σώμα. Το χαρακτηριστικό του Essa οδήγησε τους ερευνητές να εκτιμήσουν ότι μεταξύ 9% και 19% της μάζας του μπορεί να αποτελείται από νερό, υποδηλώνοντας έναν κόσμο πλούσιο σε ωκεανούς.
Η επαναταξινόμηση του πλανήτη άνοιξε νέες επιστημονικές δυνατότητες. Αντί για έναν ξηρό, βραχώδη κόσμο, το LHS 1140 b μπορεί να είναι ένας παγκόσμιος ωκεανός με δυνητικά κατοικήσιμα χαρακτηριστικά. Ο μετασχηματισμός του Essa στην κατανόηση του πλανήτη δείχνει πώς οι πιο λεπτές παρατηρήσεις αποκαλύπτουν λεπτομέρειες που δεν είχαν δει σε προηγούμενες μελέτες.
Características του ξενιστή αστέρα και της πλανητικής τροχιάς
Το αστέρι LHS 1140 είναι ένας κόκκινος νάνος με μόλις το 18% της μάζας του Sol και το 21% της ακτίνας του. Το Possui είναι ηλικίας άνω των 5 δισεκατομμυρίων ετών και έχει χαμηλή αστρική δραστηριότητα, μειώνοντας τον κίνδυνο εκρήξεων που θα μπορούσαν να καταστρέψουν τις πλανητικές ατμόσφαιρες. Ο πλανήτης ολοκληρώνει μια τροχιά κάθε 24,7 ημέρες και λαμβάνει περίπου το 43% της ενέργειας που λαμβάνει το Terra από το Sol.
- Το αστέρι εκπέμπει λιγότερο από το 0,4% της ηλιακής φωτεινότητας.
- Ο πλανήτης περιφέρεται σε απόσταση περίπου 0,095 αστρονομικών μονάδων.
- Η αστρική σταθερότητα ευνοεί τη διατήρηση της ατμόσφαιρας για δισεκατομμύρια χρόνια.
Οι συνθήκες Essas τοποθετούν το LHS 1140 b στην περιοχή όπου τα θεωρητικά μοντέλα υποδεικνύουν ότι θα μπορούσε να υπάρχει υγρό νερό, καθιστώντας το ως στόχο προτεραιότητας για την έρευνα κατοικησιμότητας.
Το φασματοσκοπικό Análise απορρίπτει την καθαρή ατμόσφαιρα υδρογόνου
Το James Webb χρησιμοποίησε το όργανο NIRISS για να πραγματοποιήσει φασματοσκοπία μετάδοσης, μια τεχνική που αναλύει τον τρόπο με τον οποίο το φως των αστεριών απορροφάται από την πλανητική ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια των διελεύσεων. Τα δεδομένα από δύο περάσματα αναλύθηκαν μαζί, αποκαλύπτοντας πληροφορίες σχετικά με τη σύνθεση του αερίου. Τα αποτελέσματα απέκλεισαν με μεγάλη σιγουριά μια ατμόσφαιρα πλούσια σε υδρογόνο τυπική των μίνι Ποσειδώνων.
Αντίθετα, τα σήματα φάνηκαν συμβατά με τη σκέδαση Rayleigh, ένα φαινόμενο που σχετίζεται με μόρια φωτός όπως το άζωτο. Το επίπεδο στατιστικής εμπιστοσύνης ήταν 2,3 σίγμα, υποδεικνύοντας προκαταρκτικά αλλά σχετικά στοιχεία. Οι παγκόσμιες κλιματικές συνθήκες του Modelos ενίσχυσαν τον αποκλεισμό των ατμοσφαιρών που κυριαρχούν το υδρογόνο, υποδεικνύοντας μια δευτερεύουσα ατμοσφαιρική σύνθεση που πιθανώς σχηματίστηκε από τις εσωτερικές γεωλογικές διεργασίες του πλανήτη.
Estrutura νερό και ωκεανό τοπίο κάτω από πάγο
Το υψηλό κλάσμα νερού στη μάζα του πλανήτη υποδηλώνει έναν περίπλοκο ωκεάνιο κόσμο. Το Modelos δείχνει ότι μέρος αυτού του νερού μπορεί να είναι παγωμένο στην επιφάνεια, σχηματίζοντας ένα στρώμα πάγου, ενώ ένας υγρός ωκεανός θα υπήρχε κάτω, υπό πίεση. Η εγγύτητα του Devido στο αστέρι, ο πλανήτης έχει πιθανώς μια συγχρονισμένη περιστροφή, με τη μία πλευρά να βλέπει πάντα το αστέρι και την άλλη μόνιμα στο σκοτάδι.
Η διαμόρφωση Nessa, η θερμότητα συγκεντρωμένη στην ημέρα θα μπορούσε να λιώσει τον πάγο τοπικά, δημιουργώντας έναν κυκλικό ωκεανό στο κέντρο του φωτισμένου προσώπου, που περιβάλλεται από πάγο. Ο Astrônomos αποκαλεί αυτό το μοτίβο “μάτι του πλανήτη”. Το νερό θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει έως και το 19% της συνολικής μάζας του πλανήτη, με τον ωκεανό στη φωτισμένη πλευρά να έχει διαστάσεις συγκρίσιμες με τους μεγαλύτερους ωκεανούς στη Γη.
- Η ατμοσφαιρική πίεση θα βοηθούσε στη διατήρηση της υγρής κατάστασης σε συγκεκριμένες περιοχές.
- Ο κυκλικός ωκεανός θα περιβαλλόταν από εκτεταμένα καλύμματα πάγου.
- Οι εσωτερικές γεωλογικές συνθήκες του Processos θα μπορούσαν να διατηρήσουν τη θερμική δραστηριότητα στον πλανήτη.
Próximos βήματα στον χαρακτηρισμό εξωπλανητών
Το Astrônomos σχεδιάζει πρόσθετες παρατηρήσεις με το James Webb για να αυξήσει το επίπεδο εμπιστοσύνης των ανιχνευόμενων σημάτων. Ο στόχος περιλαμβάνει την επιβεβαίωση της παρουσίας αζώτου και την αναζήτηση άλλων ατμοσφαιρικών συστατικών όπως το διοξείδιο του άνθρακα ή οι υδρατμοί. Η νέα συνεδρία παρατήρησης Cada βοηθά στη βελτίωση των ατμοσφαιρικών και κλιματικών μοντέλων του πλανήτη.
Η περίπτωση του LHS 1140 b υπογραμμίζει την πρόοδο στον χαρακτηρισμό μικρών, εύκρατων εξωπλανητών. Το τηλεσκόπιο συνεχίζει να παρέχει δεδομένα που μας επιτρέπουν να κάνουμε διάκριση μεταξύ διαφορετικών τύπων κόσμων και να αξιολογήσουμε τις δυνατότητές τους για συνθήκες που μοιάζουν με τη Γη, τοποθετώντας αυτόν τον εξωπλανήτη ως έναν από τους πιο πολλά υποσχόμενους υποψήφιους για μελέτες κατοικιμότητας μεταξύ γνωστών κόσμων στην κατοικήσιμη ζώνη.
