Астрономия

Открытая недавно планета LHS 1140 b заинтересовала ученых как потенциально обитаемая. В новой работе канадские исследователи подтвердили, что это, скорее всего, мир с теплым океаном, окутанным насыщенной азотом атмосферой.

Сегодня известно примерно 5500 экзопланет и еще тысячи ждут подтверждения. Из них самые привлекательные те, что находятся в зоне обитаемости. Так называют область вокруг родительской звезды, где могут быть миры с похожим на наш климатом, а значит, и с водой, необходимой для развития жизни.

Земля — пока единственная известная нам планета с морями и океанами. В Солнечной системе есть спутники планет, возможно, скрывающих подледные массы воды. В иных звездных системах пока не нашли ничего подобного, есть лишь кандидаты. Любое указание на присутствие жидкой воды или водяного льда на экзопланете вызывает повышенный интерес.

Так произошло с планетной системой у звезды LHS 1140, расположенной в 48 световых годах от нас, в созвездии Кит. О ее открытии сообщили в 2017 году. У нее две планеты, одна из которых — LHS 1140 b — в зоне обитаемости.

Наблюдения показали, что это либо ледяной мир, либо мир с океаном. Авторы новой работы вычислили его параметры с большой точностью — не хуже, чем для системы TRAPPIST-1 — и определились с моделью. Статью разместили на сервере препринтов Корнеллского университета, скоро она выйдет в The Astrophysical Journal Letters.

LHS 1140 b вращается вокруг не очень массивного красного карлика, размером в одну пятую Солнца. Согласно наблюдениям, это то ли мини-нептун, то ли суперземля. К первым относят небольшие, преимущественно газовые планеты с плотной, богатой водородом, атмосферой, ко вторым — каменные, землеподобные.

Если LHS 1140 b относится к классу суперземель, то, скорее всего, ее поверхность покрыта глобальным океаном, а сверху есть водородная газовая оболочка. Такие миры называют планетами-гикеанами. Мощный телескоп вроде «Джеймса Уэбба» смог бы это точно установить. Так и случилось.

По заявке ученых во главе с профессором Рене Дейоном и Чарлзом Кадо из Института Тротье по исследованию экзопланет при Монреальском университете (Канада) телескоп дважды наблюдал транзит LHS 1140 b с помощью канадского прибора NIRISS (камера ближнего ИК-диапазона и бесщелевой спектрограф) и подтвердил, что это суперземля.

Согласно новым данным, а также полученным ранее орбитальными обсерваториями Spitzer, Hubble и TESS, экзопланета LHS 1140 b в 1,7 раза крупнее Земли и 5,6 раза массивнее. Кроме того, есть указания на то, что ее атмосфера обогащена азотом. Вероятно, она возникла после затвердевания недр, сменив первичную газовую оболочку. У объектов с умеренным климатом такое наблюдают впервые.

Выяснилось, что LHS 1140 b менее плотная, чем Земля. От 10 до 20 процентов ее массы приходится на воду. Либо это планета-«снежок», либо ледяной мир с жидким океаном, который занимает регион, всегда повернутый к звезде. Такое возможно из-за синхронного вращения планеты и звезды, подобно тому, как мы с Земли видим только одну сторону Луны.

В соответствии с моделями, разработанными для LHS 1140 b, если у планеты — атмосфера земного типа, то это скорее «снежок» с огромным глазом-океаном, размером в четыре тысячи километров, как половина поверхности Атлантического океана. Температура в водной толще может быть комфортной — приблизительно 20 градусов Цельсия.

Судя по всему, LHS 1140 b — пока лучший кандидат для поиска биомаркеров. Только прежде надо подтвердить параметры атмосферы и уточнить ее модель. Для этого нужны новые наблюдения на «Джеймсе Уэббе» во время транзита и затмений с упором на поиск признаков диоксида углерода. Это позволит понять состав атмосферы, в том числе то, есть ли там парниковые газы, которые создают приемлемые для жизни условия на поверхности. Учитывая, что телескоп может наблюдать планету всего восемь раз в год, уточнение всех этих вопросов займет несколько лет.