Zespół naukowców zajmujących się planetami CNRS1, współpracujący z astronomami z Uniwersytetu w Montrealu, przedstawił pierwsze dowody na to, że umiarkowana egzoplaneta LHS 1140b może być światem oceanicznym.
W ciągu ostatnich kilku lat planeta, która znajduje się około 48 lat świetlnych od Układu Słonecznego w gwiazdozbiorze Wieloryba, była obserwowana przez teleskopy kosmiczne Hubble’a, Spitzera i TESS, a także przez instrument ESPRESSO zamontowany na teleskopie VLT w Chile. Zespoły CNRS i University of Montreal współpracowały już nad tymi obserwacjami, co pozwoliło im dokładnie zmierzyć masę i promień LHS 1140b. Dane te wykazały, że planeta ma niską gęstość, co sugeruje obecność grubej otoczki wodoru i helu i/lub znacznej ilości wody na planecie.
W grudniu 2023 r. obserwacje LHS 1140b przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) i jego instrument NIRISS wykazały 2 , że obecnie planeta nie ma już otoczki z wodoru i helu. To zaskakujące odkrycie zostało potwierdzone przez niezależną i jednoczesną analizę przeprowadzoną za pomocą innego instrumentu JWST, NIRSpec, który działa na innych długościach fal niż NIRISS. Oznacza to, że niska gęstość planety jest spowodowana obecnością wody w znacznie większych ilościach niż na Ziemi 3 . Biorąc pod uwagę odległość między planetą a jej gwiazdą, woda ta prawdopodobnie jest przynajmniej częściowo w postaci ciekłej 4 , tworząc oceany na jej powierzchni i/lub pod nią.
Wniosek ten, stanowiący pierwsze obiecujące odkrycie JWST w badaniu potencjalnie nadających się do zamieszkania planet 5 , zostanie opublikowany pod koniec tego tygodnia w czasopiśmie Listy z czasopisma astrofizycznego.
Przyszłe obserwacje powinny umożliwić scharakteryzowanie składu chemicznego atmosfery planety typu „superziemia”, która jest 1,7 razy większa od Ziemi i 5,6 razy masywniejsza.
1 Francuskie laboratoria biorące udział w tym badaniu to: Laboratorium Meteorologii Dynamicznej (CNRS/École Polytechnique/ENS – PSL/Uniwersytet Sorbonne), Laboratorium Astrofizyki w Bordeaux (CNRS/Uniwersytet w Bordeaux) oraz Laboratorium Studiów Kosmicznych i Oprzyrządowania doktor nauk astrofizycznych (Obserwatorium Paryskie – PSL/CNRS/Sorbonne University/Paris Cité University).
2 Aby scharakteryzować atmosferę egzoplanet, naukowcy wykorzystują metodę zwaną spektroskopią transmisyjną.
3 Jeśli skład skał LHS 1140b jest podobny do składu planet Układu Słonecznego, woda stanowiłaby około 10–20% jej masy (podczas gdy woda w oceanach Ziemi stanowi około 0,02% masy naszej planety).
4 Jeśli LHS 1140b ma atmosferę podobną do ziemskiej, numeryczne symulacje klimatyczne pokazują, że ten pozaziemski ocean może mieć temperaturę sięgającą około 30 °C.
5 Od około dwóch lat JWST celuje w układ planetarny TRAPPIST-1, składający się z siedmiu skalistych planet o podobnych rozmiarach, masie i temperaturze do Ziemi. Naukowcy wykazali od tego czasu, że niektóre z tych planet utraciły atmosferę, co uniemożliwia istnienie oceanów, a zatem i życia na tych światach. Najprawdopodobniej nie dotyczy to planety LHS 1140b, która przy masie pięć razy większej i grawitacji dwa razy większej, jest o wiele bardziej prawdopodobne, że zachowała swoją atmosferę. Z tej perspektywy czyni to ją jeszcze ciekawszym celem do badań w poszukiwaniu światów nadających się do zamieszkania niż planety w układzie TRAPPIST-1.
Spektroskopia transmisyjna egzoplanety LHS 1140 b w strefie nadającej się do zamieszkania, z wykorzystaniem JWST/NIRISS. Charles Cadieux, René Doyon, Ryan J. MacDonald, Martin Turbet, Etienne Artigau, Olivia Lim, Michael Radica, Thomas J. Fauchez, Salma Salhi, Lisa Dang, Loïc Albert, Louis-Philippe Coulombe, Nicolas B. Cowan, David Lafreniere, Alexandrine L’Heureux, Caroline Piaulet-Ghorayeb, Björn Benneke, Ryan Cloutier, Benjamin Charnay, Neil J. Cook, Marylou Fournier-Tondreau, Mykhaylo Plotnykov i Diana Valencia. Astrophysical Journal Letters8 lipca 2024 r.
