Историческое открытие: впервые обнаружена атмосфера на каменистой, пригодной для жизни планете за пределами Солнечной системы

Это открытие предоставляет самые убедительные на сегодняшний день доказательства существования миров за пределами нашей Солнечной системы, способных поддерживать температурные и композиционные условия, подходящие для существования жидкой воды и, потенциально, жизни.

«Атмосфера необходима для поддержания жизни на планете в том виде, в каком мы ее знаем», — сказал Коллин Черубим, ведущий автор исследования и недавний выпускник Гарвардского университета, получивший степень доктора философии в области наук о Земле и планетах.

«Это первый случай обнаружения атмосферы на каменистой планете, находящейся в обитаемой зоне другой звезды».

Открытие, опубликованное в престижном журнале Science, посвящено LHS 1140 b, каменистой экзопланете, расположенной примерно в 48 световых годах от Земли и вращающейся вокруг красного карлика. Исследователям удалось зафиксировать облако гелия, медленно вырывающееся из верхнего слоя ее атмосферы в космос, что подтверждает устойчивое существование газовой среды.

Несмотря на открытие тысяч экзопланет в последние десятилетия — некоторые из них каменистые и находящиеся в обитаемых зонах — определение того, удалось ли им сохранить свои атмосферы, представляло собой одну из самых сложных задач современной астрофизики.

«Двадцать лет назад мы задавались вопросом, существуют ли другие планеты, похожие на Землю, — объяснил Робин Вордсворт, профессор наук об окружающей среде и планетах в Гарварде и соруководитель исследования. — Затем мы узнали, что они распространены, и обнаружили несколько в обитаемых зонах. Следующий вопрос заключался в том, удалось ли какой-либо из них сохранить атмосферу. Теперь мы знаем, что по крайней мере одна из них это сделала».

Инновационный метод подтверждения атмосферы

Для проверки своих теоретических моделей команда использовала спектрограф WINERED, установленный на телескопе Magellan в обсерватории Лас-Кампанас в Чили.

Воспользовавшись необычным одновременным транзитом, во время которого LHS 1140 b и другая соседняя планета прошли перед своей звездой в одну и ту же ночь, астрономы смогли выделить спектральный сигнал и подтвердить утечку гелия из LHS 1140 b.

Дэвид Шарбонно, директор кафедры астрономии Гарвардского университета и соруководитель проекта, признал, что первоначально относился к этой гипотезе с некоторым скептицизмом, поскольку она предполагала математические вычисления, беспрецедентные для каменистых миров.

Однако полевые данные в конечном итоге развеяли все сомнения.

«Коллин проанализировал известные планеты и предсказал, что у этой будет гелиевая атмосфера, — заявил Шарбонно. — Затем он получил время для наблюдений на телескопе, собрал данные, и обнаружение оказалось статистически неопровержимым».

Ученые подсчитали, что атмосфера LHS 1140 b существует уже более 3 миллиардов лет, что делает этот мир идеальным объектом для будущих телескопических наблюдений.

Следующим шагом станет анализ полного химического состава газа и исследование наличия океанов на поверхности планеты.

«Это подтвердило правильность теоретической модели и, будем надеяться, станет лишь первым из многих будущих наблюдений», — заключил Херубим.

источник