Науковці провели дослідження планети LHS 1140b. Цей землеподібий світ віддалений від нас на кілька десятків світлових років. Дослідники дізналися багато цікавого про газову оболонку, що його оточує.
Як виявили планету LHS 1140b
Майже через десять років після відкриття LHS 1140b — скелястої екзопланети в зоні придатності для життя поблизу маломасової зорі — нове дослідження показує, що цей об’єкт, можливо, має власну атмосферу. Доцент кафедри астрономії Університету Флориди Джейсон Діттманн вперше відкрив цю планету 2017 року. Зараз він є співавтором нового дослідження, опублікованого в журналі Science, в якому на основі витоку гелію пояснюється наявність потенційної атмосфери. Про це повідомляє сайт phys.org.
Телескоп Magellan Clay в обсерваторії Лас-Кампанас у Чилі зафіксував ознаки витоку гелію з планети. Однак її вік свідчить про те, що запаси гелію вже мали б вичерпатися, якби вона не поповнювала їх самостійно, що вказує на можливу наявність атмосфери.
У 2016 році Діттманн використовував наземні телескопи для пошуку планет транзитним методом — коли під час проходження планети перед диском зорі її світло на короткий час тьмяніє. Проте наземним спостереженням заважає земна атмосфера. Щоб відрізнити справжні транзити від змін яскравості, спричинених тонкими хмарами, коливаннями вологості чи іншими атмосферними явищами, він навчив алгоритм машинного навчання розпізнавати сигнали атмосферного походження та відокремлювати їх від сигналів, викликаних проходженням планети.
Цей метод допоміг Діттману виявити LHS 1140b. Через особливості орбіти планети її можна було спостерігати лише кілька разів на рік, тому він намагався максимально ефективно використати ті обмежені можливості, що у нього були для її вивчення.
Скелястий світ з атмосферою
З огляду на тип зорі, навколо якої вона обертається, Діттманн зазначив, що температура планети мала б бути схожою на земну. Вона складається зі скельної породи, а не з газу, і розташована на відстані приблизно 40 світлових років. У цій системі є також друга планета, LHS 1140c, яка перебуває за межами зони придатності для життя.
Багато скелястих екзопланет, відкритих останніми роками, ймовірно, вже втратили свої атмосфери під впливом випромінювання материнських зір. З огляду на вік LHS 1140b та відсутність атмосфер на подібних планетах, Діттманн і його команда не очікували виявити гелій.
«У цій галузі ми дійшли висновку, що, можливо, всі ці планети не мають атмосфери, й нам слід зосередитися на планетах навколо світил, схожих на Сонце, а не навколо менших зір, — сказав Діттманн. — І ось, нарешті, з’явилася планета з атмосферою, і це, як виявилося, саме та, над якою я провів стільки годин».
Про що свідчить втрата гелію?
Після первинного відкриття планети Діттманн негайно запросив рентгенівські дані про цю систему. Це дозволило йому визначити кількість енергії, що надходить від зорі до планети, що через кілька років стало ключовим фактором для інтерпретації сигналу гелію.
Пізніше телескоп Magellan Clay виявив витік гелію з планети — процес, який також відбувається на Землі. Дані рентгенівських спостережень пояснили швидкість, з якою планета втрачала гелій під впливом рентгенівського випромінювання материнської зорі. Отже, дані рентгенівських спостережень довели, що скелясте тіло, безсумнівно, поповнює свої запаси гелію; якби це не відбувалося, гелію б уже не залишилося.
Майбутнє дослідження атмосфери телескопом James Webb
Спочатку команда запропонувала провести спостереження за гелієм, оскільки його найлегше виявити. Але тепер, коли з’явилися потенційні докази наявності атмосфери, група науковців може перейти до дослідження вуглекислого газу та води, щоб детальніше вивчити умови на планеті.
LHS 1140b є одним з об’єктів, обраних у межах програми Rocky Worlds Director’s Discretionary Time (DDT). Це спільна програма космічних телескопів James Webb та Hubble, присвячена пошуку доказів наявності атмосфер на скелястих екзопланетах, що обертаються навколо карликових зір.
Діттманн зазначив, що програма Rocky Worlds DDT має змогу підтвердити або спростувати наявність атмосфери на LHS 1140b протягом найближчих чотирьох-п’яти років.
Тепер перед астрономами постає питання: чи є LHS 1140 b майже голою кам’янистою планетою, яка лише час від часу вивільняє невелику кількість газу, що швидко розсіюється в космосі, чи вона має стабільну атмосферу, з верхніх шарів якої періодично втрачається частина речовини, як це відбувається на Землі. Спостереження за допомогою космічного телескопа James Webb упродовж найближчих чотирьох-п’яти років мають допомогти виявити водяну пару та інші атмосферні компоненти. Якщо водяну пару буде знайдено, це стане вагомим аргументом на користь існування стабільної атмосфери, здатної зберігатися протягом мільярдів років.
