Недавно открытая планета LHS 1140 b привлекла внимание ученых как возможное место обитания. Согласно новому исследованию, проведенному канадскими учеными, существует большая вероятность того, что это планета с теплым океаном, покрытая атмосферой, богатой азотом.
На сегодняшний день известно около 5500 экзопланет, и еще тысячи требуют подтверждения. Наиболее интересными из них являются планеты, расположенные в зоне обитаемости. Этот термин обозначает область вокруг звезды, где потенциально могут существовать миры с климатом, аналогичным земному, и, как следствие, с водой – условием, необходимым для возникновения жизни.
На данный момент Земля является единственной известной планете, обладающей морями и океанами. В Солнечной системе существуют спутники планет, которые, вероятно, содержат подледные резервуары воды. В других звездных системах ничего подобного пока не обнаружено, есть только потенциальные кандидаты. Любое свидетельство наличия жидкой воды или водяного льда на экзопланете вызывает значительный интерес.
Влияние подобных процессов можно наблюдать на планетной системе, вращающейся вокруг звезды LHS 1140, находящейся на расстоянии 48 световых лет от Земли в созвездии Кита. Об этом было объявлено при ее обнаружении сообщили в 2017 году. У нее две планеты, одна из которых — LHS 1140 b — в зоне обитаемости.
Наблюдения показали, по мнению ученых, планета либо представляет собой ледянистый мир, либо покрыта океаном. Авторы исследования определили ее характеристики с высокой степенью достоверности, сопоставимой с точностью, достигнутой при изучении системы TRAPPIST-1, и предложили вероятную модель. Статью разместили на сервере препринтов Корнеллского университета, скоро она выйдет в The Astrophysical Journal Letters.
LHS 1140 b обращается вокруг небольшого красного карлика, размеры которого составляют одну пятую от размеров Солнца. На основе проведенных наблюдений, этот экзопланета может быть либо мини-нептуном, либо суперземлей. К мини-нептунам относят небольшие планеты, состоящие в основном из газа и обладающие плотной атмосферой, богатой водородом, а к суперземлям — каменные, схожие с Землей.
Если экзопланета LHS 1140 b классифицируется как суперземля, то, вероятно, ее поверхность полностью покрыта океаном, а над ним находится слой водорода в газообразной форме. Планеты с подобной структурой часто называют гикеанами. Для точного определения такого строения вполне мог бы использоваться мощный телескоп, например, «Джеймс Уэбб». И это было подтверждено.
Согласно запросу исследователей под руководством профессора Рене Дейона и Чарлза Кадо из Института Тротье по исследованию экзопланет при Монреальском университете (Канада), телескоп провел два наблюдения за прохождением LHS 1140 b перед объективом, используя канадский инструмент NIRISS (камера ближнего ИК-диапазона и бесщелевой спектрограф), и установил, что речь идет о суперземле.
На основе свежих данных, а также наблюдений, проведенных ранее орбитальными обсерваториями Spitzer, Hubble и TESS, экзопланета LHS 1140 b оказалась в 1,7 раза больше Земли и в 5,6 раза массивнее. Также имеются сведения о том, что ее атмосфера содержит большое количество азота. Предполагается, что она сформировалась после остывания недр, заменив первоначальную газовую оболочку. Подобное явление впервые зафиксировано для планет с умеренным климатом.
По оценкам ученых, доля воды в составе LHS 1140 b составляет от 10 до 20 процентов. Это может указывать на то, что планета является «снежным шаром» или представляет собой ледяной мир с жидким океаном, расположенным в области, постоянно обращенной к своей звезде. Подобная конфигурация возможна благодаря синхронному вращению планеты и звезды, как это наблюдается у Луны и Земли, где мы видим только одну ее сторону.
Согласно моделям, созданным для LHS 1140 b, если у планеты имеется атмосфера, подобная земной, то она напоминает «снежок» с обширным океаном, занимающим площадь в четыре тысячи километров – это сопоставимо с половиной поверхности Атлантического океана. В водной среде может поддерживаться приятная температура, около 20 градусов Цельсия.
По имеющимся данным, LHS 1140 b представляется наиболее перспективным объектом для выявления биомаркеров. Однако, перед этим необходимо установить точные характеристики атмосферы и разработать ее детальную модель. Для этого потребуются дополнительные наблюдения с помощью телескопа «Джеймс Уэбб» во время прохождения планеты через звезду и затмений, с акцентом на поиск диоксида углерода. Это позволит определить состав атмосферы, в частности, наличие парниковых газов, способных создать подходящие для жизни условия на поверхности планеты. Поскольку телескоп может проводить наблюдения планеты не более восьми раз в год, решение всех этих вопросов потребует нескольких лет.