У потенциально обитаемой планеты обнаружили атмосферу

Атмосферу выдал гелий, уходящий от планеты в космос. Газ удалось заметить, когда LHS 1140 b проходила перед своей звездой и часть звёздного света просвечивала сквозь её внешнюю оболочку.

Находка делает LHS 1140 b одной из наиболее интересных целей для поисков условий, подходящих для жизни. Однако самой жизни, жидкой воды или кислорода учёные не обнаружили. Нахождение в зоне обитаемости означает лишь, что при подходящей атмосфере на поверхности планеты теоретически может существовать жидкая вода.

Детали

LHS 1140 b обращается вокруг холодного красного карлика — небольшой и сравнительно тусклой звезды. Благодаря этому планета получает не слишком много тепла, хотя находится значительно ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу. Один оборот она совершает примерно за 25 земных суток.

Этот мир заметно отличается от Земли. Его радиус приблизительно в 1,7 раза больше земного, а масса — примерно в 5,6 раза. Такие объекты называют суперземлями: они массивнее нашей планеты, но значительно меньше ледяных и газовых гигантов.

Чтобы найти атмосферу, исследователи воспользовались спектрографом WINERED, установленным на телескопе Magellan Clay в обсерватории Лас-Кампанас в Чили. Спектрограф разделяет свет звезды на отдельные участки и позволяет заметить характерные следы химических элементов.

В сентябре 2024 года астрономы наблюдали редкое событие: сначала перед звездой прошла соседняя планета LHS 1140 c, а менее чем через час началось прохождение LHS 1140 b. У первой планеты следов атмосферы не нашли. Зато вокруг LHS 1140 b прибор зарегистрировал гелий.

Сигнал распространялся далеко за пределы видимого края планеты. По мнению авторов, это гелий из верхних слоёв атмосферы, который под действием излучения звезды постепенно уходит в космос. Моделирование показало, что верхняя атмосфера LHS 1140 b может быть богата гелием и почти лишена более лёгкого водорода.

Состав нижних, более плотных слоёв пока неизвестен. Там могут находиться более тяжёлые газы, которые планета способна удерживать значительно дольше. Но наличие водяного пара, углекислого газа, азота или кислорода ещё предстоит проверить.

У исследования есть важное ограничение. Во время повторных наблюдений в 2025 году гелиевый сигнал зарегистрировать не удалось. Авторы допускают, что скорость утечки газа меняется со временем, однако для окончательного подтверждения атмосферы потребуются новые наблюдения.

Почему это важно

Астрономы уже обнаружили атмосферы у многих экзопланет, но большинство из них — крупные и горячие газовые гиганты. Их массивные оболочки сравнительно легко заметить на фоне звезды.

С небольшими каменистыми планетами всё гораздо сложнее. Особенно трудно изучать прохладные миры, находящиеся в зоне обитаемости: их атмосферы тоньше, а доступные для наблюдения сигналы значительно слабее.

LHS 1140 b показывает, что некоторые каменистые планеты возле красных карликов всё же могут сохранять газовую оболочку миллиарды лет. Это важно, поскольку молодые красные карлики часто испускают мощное излучение, способное лишить близкие планеты атмосферы.

Наличие атмосферы само по себе не делает планету обитаемой. Но без газовой оболочки сложно сохранить стабильную температуру и жидкую воду на поверхности. Поэтому находка позволяет перейти к следующему вопросу: из чего состоит атмосфера LHS 1140 b и может ли она поддерживать подходящий для воды климат?

Бэкграунд

Планету LHS 1140 b открыли в 2017 году. С тех пор её считают одним из наиболее перспективных близких миров для изучения атмосферы. Она проходит перед своей звездой с точки зрения земного наблюдателя, поэтому телескопы могут анализировать свет, прошедший через окружающие её газы.

Предыдущие измерения массы и размера показали, что планета может быть либо массивным каменистым миром, либо миром с большим количеством воды. Некоторые модели допускают существование глобального океана или покрытой льдом поверхности с участком открытой воды на постоянно освещённой стороне.

Новая работа не подтверждает этот сценарий, но делает его проверку более осмысленной. Если планета действительно сохранила плотную атмосферу, будущие наблюдения смогут искать в ней воду, углекислый газ и другие вещества.

Особый интерес представляет сравнение двух планет одной системы. У более близкой к звезде LHS 1140 c атмосферы пока не обнаружили, тогда как более массивная и прохладная LHS 1140 b, судя по гелиевому сигналу, смогла её сохранить. Это может помочь учёным понять, почему одни каменистые миры теряют газовую оболочку, а другие удерживают её миллиарды лет.

Источник

Исследование Коллина Черубима и его коллег Helium escaping from the atmosphere of a nearby rocky exoplanet orbiting in a habitable zone⁠ опубликовано в журнале Science в 2026 году.