- LHS 1140b — потенциальная каменистая экзопланета в обитаемой зоне своей звезды. Это интригующая цель в поисках миров, в которых могла бы поддерживаться жизнь.
- Астрономы видели, как гелий убегает с планеты, возможный признак долгосрочной вторичной среды. Однако второе наблюдение не обнаружило гелий.
- Временно обнаружено, но изучение атмосферы LHS 1140b может помочь ученым понять, как формируются и изменяются атмосферы планет. И оно может показать, как распознавать признаки жизни в других мирах.
Джон Уиллис, Университет Виктории
Утечка гелия в атмосфере этой экзопланеты может указывать на наличие жизни
Этим летом наука об экзопланетах — изучение планет, вращающихся вокруг звезд за пределами нашего Солнца — сделала важный шаг вперед.
Сообщения об утечке гелия из атмосферы LHS 1140b вытеснили эту экзопланету со страниц научных журналов в основные средства массовой информации.
LHS 1140b вращается вокруг слабой красной звезды в созвездии Кита, названной в честь китообразного морского чудовища из греческой мифологии, рядом с легко узнаваемой буквой W Кассиопеи. Но не щурьтесь — она выглядит в 10 000 раз тусклее, чем самая тусклая звезда, которую можно увидеть невооруженным глазом.
Эта экзопланета представляет особый интерес, поскольку представляет собой потенциальный каменистый мир внутри обитаемой зоны звезды, вокруг которой она вращается. Это означает, что он может иметь температуру, при которой на нем может находиться жидкая вода.
Предположительно, оно могло поддерживать существование жизни.
Новости науки, ночное небо и красивые картинки, все в одном месте. Нажмите здесь, чтобы подписаться на нашу бесплатную ежедневную рассылку новостей.
Что означает присутствие гелия?
Предыдущие наблюдения LHS 1140b с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба исключили наличие богатой водородом атмосферы, так называемой «первичной» атмосферы, которая, как полагают, формируется одновременно с молодыми планетами и вот-вот исчезнет в космосе.
Астрономы полагают, что все каменистые планеты могли иметь первичную атмосферу, а затем потеряли ее вскоре после своего формирования. Это короткий, мимолетный эпизод в их истории.
Однако сообщения о наблюдении гелия могут указывать на «вторичную» атмосферу, которая считается более стабильной и долговечной. Вторичные атмосферы остаются вокруг их планет и могут быть изучены астрономами.
На планете Земля наша вторая атмосфера существует уже миллиарды лет. А его химический баланс отражает совокупное воздействие геологии, химии и, в конечном счете, жизни.
Супер-Земля или мини-Нептун?
LHS 1140b вращается вокруг красного карлика массой около 1/5 массы нашего Солнца, но примерно в 300 раз тусклее. Однако, если смотреть с Земли, звезда тускнеет регулярно каждые 24,7 дня.
Судя по размеру затемнения, ученые из команды, открывшей планету в 2017 году, подсчитали, что она в 1,7 раза больше Земли. Последующие наблюдения показали, что планета была более чем в пять раз больше Земли.
Такие суперземли являются одними из самых маленьких массивных планет, которые мы можем видеть в настоящее время. И они представляют собой одних из лучших кандидатов на обнаружение жизни за пределами нашей Солнечной системы. Но точная маркировка таких миров представляет собой проблему для астрономов.
В нашей солнечной системе следующей по величине планетой по сравнению с Землей является Уран, который равен 14 землям. Затем следует Нептун с массой 17 земных масс.
Так является ли LHS 1140b супер-Землей или мини-Нептуном? Мы понятия не имеем, главным образом потому, что у нас нет примеров таких миров, близких к дому. Это «слепое пятно» в наших знаниях о планетарной физике является весьма актуальным. Это потому, что субнептуновые миры кажутся наиболее распространенным типом планет.
Скалистая экзопланета, похожая на Землю, с видимой атмосферой в обитаемой зоне даже темно-красной звезды могла бы стать крупным научным открытием из-за ее потенциала для жизни. Однако, как и во всей современной науке, дьявол кроется в деталях.
Может ли LHS 1140b быть местом существования инопланетной жизни?
Изучение атмосфер экзопланет — одно из самых интересных направлений современной астрономии. Начавшиеся 150 лет назад исследования внешних газовых оболочек звезд — звездных атмосфер — дали начало науке, которую мы сейчас называем астрофизикой.
Точно так же изучение атмосфер их планет может привести к ответу на вопрос: есть ли на них инопланетная жизнь?
Как уже упоминалось, LHS 1140b представляет особый интерес, поскольку находится в «обитаемой зоне» своей звезды. Таким образом, температура его поверхности может составлять от 0 до 100°C (от 32 до 212 F) и поддерживать присутствие жидкой воды — и, возможно, жизни — на его поверхности.
Однако в таких условиях требуется осторожность. Если бы LHS 1140b поглотила все падающее на нее звездное излучение, ее равновесная температура достигла бы -30 C (-22 F). Это кажется холодным, но находится в пределах диапазона, в котором парниковый эффект плотной атмосферы может нагреть планету до более высоких температур.
Однако, если мы попробуем более реалистично математическую интерпретацию планеты, температура LHS 1140b может достигать -90 C (-130 F). Это сравнимо с современным Марсом.
Приглушенный, тонкий результат
Это всего лишь второй раз, когда астрономам удалось запечатлеть хотя бы намек на атмосферу вокруг далекой планеты, похожей на Землю. Первый случай произошел вокруг экзопланеты Глизе 1214b.
Как и сама упомянутая среда, результат тонкий и нюансированный. Второе наблюдение планеты в рамках исследования не выявило присутствия гелия. Почему это так, мы по-прежнему не уверены.
Более того, цифры, лежащие в основе расчетов условий на поверхности LHS1140b, содержат существенные, непроверенные предположения.
Это прогресс, пусть и постепенный, на пути к атмосферной спектроскопии потенциально обитаемых миров. И давайте не будем забывать, что этот единственный шаг является результатом многолетних самоотверженных усилий ответственной научной группы. За это они заслуживают признания, уважения и будущего финансирования.
Природа научит нас правилам
И какова более высокая цель обнаружения жизни на таких мирах по намекам на следы газов в их атмосферах? Какие потенциальные биогенные молекулы могли бы предоставить недвусмысленные доказательства существования жизни (так называемое «дымящееся ружье»)?
Может ли ответ лежать в нашей собственной атмосфере, обогащенной молекулами кислорода и метана?
Мой собственный ответ, и, возможно, разочаровывающий тех, кто с нетерпением ждет дальнейших открытий, состоит в том, что мы, вероятно, получим более ясную картину, когда будем наблюдать тысячи атмосфер экзопланет, а не одну или две. Нам нужно, чтобы природа научила нас правилам, по которым действуют планетарные атмосферы, и эта работа только началась.
Но если путешествие тысячи планет начинается с одного шага, то благодаря недавним наблюдениям LHS 1140b мы уже получили второй. Путешествие продолжается.
Джон Уиллис, доцент кафедры физики и астрономии, Университет Виктории
Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
Итог: предварительное обнаружение гелия может дать первое представление об окружающей среде этой экзопланеты, но необходимы дополнительные доказательства, чтобы определить, может ли LHS 1140b содержать жизнь.
