Экзопланета LHS-1140b, обнаруженная в 2017 году и признанная одним из самых перспективных мест для существования жизни за пределами Солнечной системы, стала еще интереснее – и намного страннее. Этот далекий мир внешне похож на огромный глаз: глобальный океан, скованный льдом, с одним незамерзающим участком, похожим на зрачок, диаметром около 4000 километров, вечно обращенным к своей звезде.
«Из всех известных на данный момент экзопланет с умеренным климатом LHS-1140b может стать нашим лучшим шансом когда-нибудь косвенно подтвердить наличие жидкой воды на поверхности чужого мира за пределами нашей Солнечной системы», – говорит астрофизик Чарльз Кадье из Монреальского университета. «Это стало бы важной вехой в поисках потенциально обитаемых экзопланет».
Радиус LHS-1140b примерно в 1,73 раза больше земного, а масса – в 5,6 раза; она больше нашей планеты. Она вращается вокруг своей звезды по гораздо более близкой орбите, чем Земля, совершая полный оборот всего за 25 дней. Если бы эта звезда была похожа на Солнце, то такая близость исключала бы возможность существования жизни. Но там правит холодный, тусклый красный карлик, поэтому расстояние между звездой и экзопланетой идеально попадает в так называемую «обитаемую зону». Там не так холодно, чтобы вся поверхностная вода замерзла, но и не так жарко, чтобы она испарилась.
Однако близкое расположение, скорее всего, означает, что экзопланета находится в приливном захвате. Это значит, что период её вращения совпадает с периодом обращения вокруг звезды, поэтому к звезде всегда обращена одна и та же сторона. Тот же феномен мы наблюдаем у Земли и Луны, и именно поэтому мы никогда не видим обратной стороны нашего спутника.
Нахождение в обитаемой зоне не гарантирует наличие всех необходимых условий для поддержания жизни. Чтобы узнать больше о химическом составе LHS-1140b, нам нужно заглянуть в её атмосферу, если она, конечно, есть. Именно этим и занялись Кадье и его коллеги, используя возможности космического телескопа «Джеймс Уэбб».
Находясь на расстоянии чуть менее 50 световых лет от нас, эта система расположена достаточно близко, чтобы мы могли собирать подробную информацию об изменении света, когда экзопланета проходит между Землей и звездой. Часть света звезды проходит сквозь атмосферу планеты, при этом некоторые длины волн поглощаются или усиливаются атомами, содержащимися в атмосфере. По тому, какие длины волн подвергаются воздействию, можно определить, какие именно атомы присутствуют в атмосфере.
Таким образом, исследователям удалось предварительно установить наличие азота – основного компонента атмосферы Земли. Если бы LHS-1140b была более газообразной, как крошечный Нептун, её атмосфера была бы богаче водородом. Присутствие азота указывает на вторичную атмосферу, то есть ту, которая сформировалась уже после рождения экзопланеты, а не вместе с ней.
В исследовании, опубликованном в прошлом году, команда учёных также объединила данные о плотности и радиусе LHS-1140b для расчета ее общей плотности. Полученная цифра составила 5,9 грамма на кубический сантиметр. Это недостаточно плотно для мира, состоящего исключительно из горных пород; учитывая размеры планеты, наиболее вероятными вариантами являются либо мини-Нептун, либо водный мир, покрытый океаном.
Если исключить версию с мини-Нептуном, то у нас остаётся экзопланета с глобальным океаном. Однако, учитывая приливный захват, этот глобальный океан может выглядеть не так, как мы привыкли. Сторона, постоянно обращённая в сторону от звезды, может быть достаточно холодной, чтобы на ней образовался лёд.
Только участок, обращенный к звезде, будет достаточно теплым, чтобы лёд растаял, в результате чего планета будет выглядеть как жутковатый глаз, парящий в космосе. Тем не менее, на этом участке температура поверхности может достигать комфортных 20 градусов по Цельсию – достаточно тепло для процветающей морской экосистемы.
Мы не знаем наверняка, что происходит на этой планете, но она похоже, является самым многообещающим кандидатом на сегодняшний день для поиска экзотической инопланетной экосистемы за пределами нашего собственного космического дома. Можете быть уверены, что учёные ещё не раз обратят свои телескопы к этому странному глазу.
«Обнаружение землеподобной атмосферы на планете с умеренным климатом – задача на пределе возможностей «Уэбба». Это реально, но нам нужно много наблюдательного времени», – говорит физик Рене Дойон из Монреальского университета. «Нынешний намек на богатую азотом атмосферу нуждается в подтверждении с помощью дополнительных данных. Нам потребуется еще как минимум год наблюдений, чтобы подтвердить наличие атмосферы у LHS 1140b, и, вероятно, еще два-три года, чтобы обнаружить углекислый газ».
Исследование было принято в The Astrophysical Journal Letters и доступно на arXiv.
Читайте также: Почему астрономы ищут признаки жизни на других планетах, основываясь на том, какой жизнь является на Земле?
