На потенційно придатній для життя планеті виявили атмосферу

Атмосферу виявив гелій, що виходить з планети у космос. Газ вдалося помітити, коли LHS 1140 b проходила перед своєю зіркою, і частина зоряного світла просвічувала крізь її зовнішню оболонку.

Ця знахідка робить LHS 1140 b однією з найцікавіших цілей для пошуків умов, придатних для життя. Однак самого життя, рідкої води чи кисню вчені не виявили. Знаходження в зоні придатності для життя означає лише те, що за наявності відповідної атмосфери на поверхні планети теоретично може існувати рідка вода.

Деталі

LHS 1140 b обертається навколо холодного червоного карлика — невеликої й порівняно тьмяної зірки. Завдяки цьому планета отримує не надто багато тепла, хоча знаходиться значно ближче до своєї зірки, ніж Земля до Сонця. Один оберт вона здійснює приблизно за 25 земних діб.

Цей світ помітно відрізняється від Землі. Його радіус приблизно в 1,7 раза більший за земний, а маса — приблизно в 5,6 раза. Такі об’єкти називають суперземлями: вони масивніші за нашу планету, але значно менші за крижані та газові гіганти.

Щоб виявити атмосферу, дослідники скористалися спектрографом WINERED, встановленим на телескопі Magellan Clay в обсерваторії Лас-Кампанас у Чилі. Спектрограф розділяє світло зірки на окремі ділянки й дозволяє виявити характерні сліди хімічних елементів.

У вересні 2024 року астрономи спостерігали рідкісну подію: спочатку перед зіркою пройшла сусідня планета LHS 1140 c, а менш ніж за годину почалося проходження LHS 1140 b. У першої планети слідів атмосфери не виявили. Натомість навколо LHS 1140 b прилад зареєстрував гелій.

Сигнал поширювався далеко за межі видимого краю планети. На думку авторів, це гелій із верхніх шарів атмосфери, який під дією випромінювання зірки поступово виходить у космос. Моделювання показало, що верхня атмосфера LHS 1140 b може бути багатою на гелій і майже позбавленою легшого водню.

Склад нижніх, більш щільних шарів поки що невідомий. Там можуть перебувати важчі гази, які планета здатна утримувати значно довше. Але наявність водяної пари, вуглекислого газу, азоту чи кисню ще належить перевірити.

У дослідження є важливе обмеження. Під час повторних спостережень у 2025 році гелієвий сигнал зареєструвати не вдалося. Автори припускають, що швидкість витоку газу змінюється з часом, однак для остаточного підтвердження наявності атмосфери знадобляться нові спостереження.

Чому це важливо

Астрономи вже виявили атмосфери у багатьох екзопланет, але більшість із них — великі й гарячі газові гіганти. Їхні масивні оболонки порівняно легко помітити на тлі зірки.

З невеликими кам’янистими планетами все набагато складніше. Особливо важко досліджувати прохолодні світи, що знаходяться в зоні придатності для життя: їхні атмосфери тонші, а доступні для спостереження сигнали значно слабші.

LHS 1140 b показує, що деякі кам’янисті планети біля червоних карликів все ж можуть зберігати газову оболонку мільярди років. Це важливо, оскільки молоді червоні карлики часто випромінюють потужне випромінювання, здатне позбавити сусідні планети атмосфери.

Наявність атмосфери сама по собі не робить планету придатною для життя. Але без газової оболонки складно зберегти стабільну температуру та рідку воду на поверхні. Тому ця знахідка дозволяє перейти до наступного питання: з чого складається атмосфера LHS 1140 b і чи може вона підтримувати клімат, придатний для існування води?

Історія питання

Планету LHS 1140 b відкрили у 2017 році. Відтоді її вважають одним із найперспективніших близьких світів для вивчення атмосфери. З точки зору земного спостерігача вона проходить перед своєю зіркою, тому телескопи можуть аналізувати світло, що пройшло крізь гази, які її оточують.

Попередні вимірювання маси та розміру показали, що планета може бути або масивним кам’янистим світом, або світом із великою кількістю води. Деякі моделі припускають існування глобального океану або покритої льодом поверхні з ділянкою відкритої води на постійно освітленій стороні.

Нова робота не підтверджує цей сценарій, але робить його перевірку більш обґрунтованою. Якщо планета дійсно зберегла щільну атмосферу, майбутні спостереження зможуть шукати в ній воду, вуглекислий газ та інші речовини.

Особливий інтерес викликає порівняння двох планет однієї системи. У LHS 1140 c, що знаходиться ближче до зірки, атмосферу поки що не виявили, тоді як більш масивна й прохолодна LHS 1140 b, судячи з гелієвого сигналу, змогла її зберегти. Це може допомогти вченим зрозуміти, чому одні кам’янисті світи втрачають газову оболонку, а інші утримують її мільярди років.

Джерело

Дослідження Коліна Черубіма та його колег «Helium escaping from the atmosphere of a nearby rocky exoplanet orbiting in a habitable zone»опубліковано в журналі Science у 2026 році.