Астрономы зафиксировали возможные признаки наличия атмосферы у суперземли LHS 1140b, расположенной в 49 световых годах от Земли. В ходе наблюдений с помощью наземных телескопов был обнаружен сигнал поглощения гелия, совпадающий с прохождением планеты на фоне своей звезды.
Астрономы продолжают изучение экзопланет: на сегодняшний день подтверждено существование более шести тысяч миров за пределами Солнечной системы. Значительная часть из них — небольшие каменистые объекты, напоминающие по структуре Землю. Однако до последнего времени у ученых не было убедительных свидетельств наличия стабильной газовой оболочки у таких планет.
В журнале Science опубликованы результаты исследования, касающиеся суперземли LHS 1140b, расположенной на относительно небольшом удалении от нас. Согласно полученным данным, эта планета теряет гелий в космическое пространство, что может указывать на сохранение значительной атмосферы спустя миллиарды лет после ее формирования.
Подтверждение этого вывода станет важным событием в области планетологии. Поиск атмосфер у планет с умеренными температурами, где теоретически возможна жидкая вода, считается одним из приоритетных направлений в обнаружении потенциально обитаемых миров. Ранее астрономы чаще находили газовые гиганты, однако многие из них расположены слишком близко к своим звездам и непригодны для жизни в известных нам формах.
Наблюдение за атмосферами небольших каменистых планет сопряжено с техническими трудностями из-за яркого света родительских звезд. В связи с этим внимание исследователей часто обращено к тусклым звездам класса М-карликов. В ходе таких наблюдений анализируются изменения спектра света во время прохождения планеты на фоне диска звезды.
В рамках одной из программ телескопа «Джеймс Уэбб» выделено время для изучения девяти каменистых экзопланет. Используется косвенный метод: измеряется температура дневной стороны. Если она соответствует расчетной для безвоздушного тела, планета, скорее всего, лишена атмосферы. Пониженная температура может свидетельствовать о переносе тепла ветрами, что говорит о наличии газовой оболочки. Первые данные по планете GJ 3929b показали, что она, вероятно, является голой скалой, хотя наличие тонкой атмосферы полностью не исключается.
В представленном исследовании применен иной подход. На основе компьютерного моделирования эволюции атмосфер ученые предположили, что легкие элементы, такие как водород и гелий, испаряются в первую очередь, тогда как более тяжелые газы (например, азот или кислород) сохраняются в нижних слоях. Модель, примененная к LHS 1140b — планете с плотностью немного ниже земной, — предсказала преобладание гелия в верхних слоях атмосферы.
Для проверки этой гипотезы использовались наземные телескопы в Чили, оснащенные новым спектрометром. В ходе наблюдений в 2024 году, когда планета проходила перед своей звездой, был зафиксирован сигнал поглощения на длине волны, характерной для гелия. При прохождении другой, меньшей планеты в этой же системе подобный сигнал отсутствовал. Однако повторное наблюдение на следующий год не дало такого же четкого результата, что может говорить о переменчивости процесса потери гелия.
Планета LHS 1140b привлекает внимание исследователей благодаря своей относительной близости и потенциальной возможности наличия в нижних слоях атмосферы газов, подобных земным. Если там присутствуют парниковые газы, это может создавать условия для существования океана с жидкой водой, что делает данный объект приоритетной целью для будущих наблюдений.
Читайте также: Ученые обнаружили 80 кандидатов в сверхновые звезды с помощью машинного обучения.