Спектральные данные телескопа «Джеймс Уэбб» и результаты компьютерного моделирования атмосферы позволили астрономам утверждать, что экзопланета LHS 1140 b — это океанический мир. По характеристикам это на данный момент лучший потенциально обитаемый объект для детального изучения.
Недавно учёные искали экзопланеты ради их обнаружения. Астрономы иногда находятВ настоящее время астрономы находят не только необычные объекты, например, систему из шести «резонансных» экзопланет, но и активно ищут экзопланеты, детально изучаемые существующими инструментами.
Обитаемость экзопланеты зависит от множества факторов, но ещё больше условий накладывают доступные инструменты. Прежде всего, система должна находиться близко к нам. Во-вторых, для изучения атмосферы экзопланеты ей нужно летать достаточно близко к звезде. В-третьих, у неё должен быть небольшой орбитальный период, чтобы не ждать десятки лет следующего пролёта.
При столь ближнем расположении к звезде экзопланете трудно сохранить благоприятные условия для жизни. Звезда должна быть не слишком горячей и спокойной, например, красным карликом (спектральный класс M). Сама планета также должна быть небольшого размера, примерно как Земля.
За прошедшие годы удалось выявитьПриблизительно полтора десятка планет меньше земного диаметра в 1,5 раза. Существуют также мини-нептуны, которые могут быть мирами с водой, если удалены от звезды. Моделирование климата и условий на таких планетах показало, что для запуска неудержимого парникового эффекта (что делает планету непригодной для жизни) достаточно 0,3 излучения, которое получает Земля от Солнца. Значит, маловероятно, что на теплых мини-нептунах сохраняется жидкая вода.
Впервые астрономы из Лаборатории реактивного движения и Калифорнийского технологического института (США) обнаружили планету, удовлетворяющую всем критериям для изучения. Это планета LHS 1140 b. вышлоВ 2017 году открыли планету, которая летает у красного карлика LHS 1140 на расстоянии 48,8 светового года. Масса и радиус звезды в шесть раз меньше солнечных (15%). Исследования показали, что LHS 1140 b может быть обычной землеподобной планетой с N… 2-CO2Мировыми, обладающими атмосферой или водом с богатым содержанием водорода.
Авторы новой работы использовали данные космического телескопа «Джеймс Уэбб», чтобы более точно описать экзопланету. Ожидалось увидеть атмосферу, богатую водородом, с примесями водяного пара и другими газами, например метаном и углекислым газом. Телескоп не обнаружил этих примесей, предсказанных компьютерным моделированием. Результаты наблюдений также не подтвердили гипотезы о плотных облаках и слое дымки.
Исследователи считают, что большая и богатая водородом атмосфера на LHS 1140 b должна сопровождаться большим количеством метана. Так как у планеты нет такой плотной водородной атмосферы, то чрезвычайно низкую плотность мира можно объяснить только наличием большого жидкого океана (или отсутствием ядра, но это маловероятно).
При слабом излучении звезды (42% от земного) и толстом слое воды (10% массы планеты) мантия LHS 1140 b должна быть ледяной. Под большим давлением водный лед может сохранять твердость даже при высоких температурах (экзотический лед), несмотря на наличие над ним океана жидкой воды. Вероятно, его частично или полностью перемешано с более глубокой каменной мантией.
Формирование планеты возможно привело к накоплению льдов, содержащих углерод и азот. Это предполагает преобладающее наличие в её атмосфере углекислого газа или азота. Отсутствие водорода в атмосфере означает, что LHS 1140 b не может быть… горячей планетой-океаномДаже при низких температурах, если планета сохраняет достаточно густую CO… 2/N2В ее атмосфере возможно существование жидкого океана.
Моделирование свидетельствует: с достаточным количеством наблюдений (не менее девяти пролетов планеты на фоне звезды), ученые смогут подтвердить наличие CO. 2LHS 1140 b — крайне интересный потенциально обитаемый мир с водой, изучение которого возможно уже сейчас с помощью инструментов «Джеймса Уэбба».
Работа выложена в открытый доступ на arXiv и отправлена на рецензирование в журнал The Astrophysical Journal Letters.