Впервые астрономы подтвердили атмосферу у каменистой планеты в обитаемой зоне своей звезды

Группа астрономов под руководством Коллин Черубим, недавно защитившей докторскую диссертацию в Гарвардском университете, обнаружила атмосферу у каменистой планеты LHS 1140 b, которая находится в обитаемой зоне своей звезды. Открытие, сделанное с помощью телескопа Магеллан, опубликовано в журнале Science и подтверждает, что у этой планеты есть газовая оболочка, существующая уже более трех миллиардов лет. Это самое убедительное на сегодняшний день доказательство того, что за пределами Солнечной системы могут существовать миры с условиями, похожими на земные.

За последние два десятилетия астрономы нашли тысячи планет у других звезд, и среди них немало каменистых миров, похожих по размеру на нашу Землю. Но главный вопрос всегда упирался в то, есть ли у этих планет атмосфера — ведь без нее жизнь в привычном для нас виде невозможна. Теперь впервые удалось достоверно зафиксировать газовую оболочку у такой планеты, причем она расположена как раз на том расстоянии от своей звезды, где температура позволяет воде оставаться жидкой. Речь идет о планете LHS 1140 b, которая находится всего в 48 световых годах от нас, что по космическим меркам совсем рядом.

Сама планета примерно в 5,6 раз тяжелее Земли и почти в 1,7 раза больше по радиусу. Она обращается вокруг тусклого красного карлика по орбите, которая занимает 24,7 дня, и получает от звезды всего 42% того солнечного света, который достается Земле. Это ставит ее в так называемую обитаемую зону, область, где на поверхности теоретически может существовать жидкая вода. Ученые давно подозревали, что у таких миров могут быть атмосферы, но прямых доказательств до сих пор не было, потому что сигнал от каменистой планеты очень слабый и его трудно выделить на фоне яркости звезды.

Ключом к открытию стал гелий — легкий газ, который поднимается в верхние слои атмосферы и постепенно улетучивается в космос. Исследователи построили теоретическую модель, которая предсказывала, что атмосфера LHS 1140 b должна быть богата гелием и бедна водородом, в отличие от газовых гигантов, где водорода много.

Чтобы проверить это, команда астрономов использовала спектрограф WINERED на обсерватории Магеллана в Чили и поймала редкий момент, когда планета прошла перед своей звездой. В этот момент они зафиксировали характерное поглощение света гелием, именно тот сигнал, который предсказывала модель. При этом вторая планета той же системы, более горячая и сильно облученная LHS 1140 c, никакого гелия не показала, что подтверждает: атмосфера есть именно у той планеты, которая находится в обитаемой зоне.

Интересно, что при повторных наблюдениях через год сигнал уже не обнаружился. Это говорит о том, что атмосфера не статична, а меняется со временем, возможно, под влиянием вспышек звезды или других процессов.

Тем не менее, судя по возрасту звезды (более трех миллиардов лет), эта атмосфера сохранялась очень долго, а значит, планета способна удерживать газовую оболочку в течение миллиардов лет, что крайне важно для стабильности климата. Ученые подчеркивают, что это не просто случайная находка, а результат статистически надежного измерения, которое открывает новый метод поиска атмосфер у каменистых экзопланет.

Руководитель исследования Коллин Черубим говорит, что их модель теперь можно применять и к другим планетам. Следующий шаг — попытаться определить полный химический состав атмосферы LHS 1140 b и выяснить, есть ли на ее поверхности океаны или другие признаки, связанные с обитаемостью. Пока что это лишь первый, но очень важный шаг: впервые мы можем уверенно сказать, что у каменистой планеты в обитаемой зоне другой звезды есть атмосфера, которая просуществовала миллиарды лет, а значит, условия, потенциально пригодные для жизни, могут быть не уникальны для Земли.

В результате астрономы впервые доказали наличие атмосферы у каменистой планеты в обитаемой зоне другой звезды. Открытие основано на обнаружении гелия, улетучивающегося из ее газовой оболочки, и показывает, что такие миры могут сохранять свою атмосферу миллиарды лет. Теперь у ученых есть надежный инструмент для поиска других похожих планет и постепенного приближения к ответу на вопрос, есть ли жизнь за пределами Земли.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях