Мир с «глазом». Найдена планета с атмосферой, где возможна жизнь

На данный момент известно более 6 тысяч планет, вращающихся вокруг других звёзд – их называют экзопланетами. Многие из них не очень велики, как и наша Земля, и так же каменисты.

Учёные давно пытаются обнаружить у какого-нибудь из этих далёких миров стабильную атмосферу, но, несмотря на многолетние поиски, сделать этого не удавалось. А вот теперь удалось. В журнале Science опубликована статья об экзопланете LHS 1140b. Она находится в зоне обитаемости своей звезды и, похоже, имеет атмосферу, которая сохранялась на протяжении миллиардов лет.

Астрономы утверждают, что это открытие – настоящий прорыв.

Гелиевый след

В 2017 году астроном Джейсон Диттманн из Университета Флориды открыл небесное тело LHS 1140b. Это суперземля (согласно терминологии, суперземлями называют планеты, масса которых превышает массу Земли, но меньше массы Нептуна), которая обращается вокруг красного карлика в созвездии Кита.

Планета находится в «зоне Златовласки»: это значит, там не слишком жарко и не слишком холодно для жидкой воды. Но важный вопрос — есть ли у неё атмосфера? — оставался открытым почти десятилетие. Дело в том, что красные карлики (самые распространённые звезды во Вселенной) зачастую своими вспышками сдувают атмосферы с близлежащих планет. Именно поэтому астрономы сомневались.

Группа под руководством планетолога Коллина Херувима из Гарвардского университета пошла нестандартным путём. Вместо того, чтобы искать атмосферу напрямую, учёные использовали компьютерную модель, которая предсказывала, что на LHS 1140b должна быть атмосфера, богатая гелием. Как рассказал сам Херувим, он разработал эту модель ещё во время работы над диссертацией: «Я просто следовал цифрам. Моя модель предсказывала, что там должна быть утечка гелия, и его там должно быть много».

Чтобы проверить гипотезу, команда Коллина Херувима использовала инфракрасный спектрограф WINERED на 6,5-метровом телескопе Magellan Clay в Чили. Они наблюдали за далёкой звёздной системой, когда по диску звезды проходили две её планеты. Одной из них была LHS 1140b. И увидели, что часть света звезды уменьшается ровно на ту величину, на какую её должен поглощать гелий, находящийся в атмосфере планеты.

Колыбель экосистем

LHS 1140b — довольно старая планета, ей более 3 миллиардов лет. По расчётам, за это время весь гелий должен был испариться. Но он там есть. А значит, атмосфера планеты стабильна. За счёт чего? В этом и состоит главная интрига. Местная звезда довольно спокойная, и, хотя её излучение бомбардирует планету, LHS 1140 b оказалась в состоянии удерживать свою газовую оболочку.

Немного о самой планете. LHS 1140b находится на расстоянии около 48–50 световых лет от Земли в созвездии Кита. Её масса в 5,6 раз больше земной, радиус — в 1,73 раза больше. Планета получает 43% излучения звезды по сравнению с Землёй. Её равновесная температура составляет минус 47°C, но благодаря парниковым газам там может быть теплее.

Планета, скорее всего, находится в приливном захвате, то есть всегда обращена к своей звезде одной стороной. Это каменистый мир, который, по расчётам ученых, на 10–20% состоит из воды. Но вода, скорее всего, скрыта под коркой льда, и только на дневной стороне, возможно, есть жидкая область – своего рода «глаз», огромная полынья диаметром 4 тысячи километров. В её центре температура может достигать комфортных 20°C. А значит, такой океан мог бы стать колыбелью для жизни, неких экосистем.

Правда, обнаружение гелия не означает, что планета обитаема или даже что она вообще пригодна для жизни. Наблюдения, проведённые с помощью спектрографа, показывают только тонкую верхнюю атмосферу планеты, а не её полный состав.

В общем, учёные не знают точного состава атмосферы, но подозревают, что там есть азот, углекислый газ и водяной пар. В ближайшие 4–5 лет телескоп «Джеймс Уэбб» сможет проверить это. Если данные подтвердятся, LHS 1140b станет главным кандидатом на поиск жизни за пределами Солнечной системы.