«Джеймс Уэбб» нашел нового кандидата в потенциально обитаемую планету-океан

Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» определил, что экзопланета LHS 1140b, которая ранее считалась суперземлей, может быть потенциально обитаемой планетой с глобальным водным океаном и атмосферой из азота и углекислоты. Такая модель наиболее хорошо описывает данные наблюдений за экзопланетой, говорится в препринте на arXiv.org.

К настоящему моменту у красных карликов обнаружено несколько экзопланет с умеренным температурным режимом и радиусом около 1,5–2,2 радиуса Земли, для которых предсказывается богатство летучих веществ и наличие массивной водородной атмосферы или больших запасов воды. Идея о том, что некоторые субнептуны, которые располагаются не очень близко к своим звездам, могут быть планетами с океанами, весьма интересна в контексте потенциальной обитаемости. Однако необходимые условия для существования океана на поверхности такой экзопланеты могут быть строже, чем считалось ранее, в частности, если инсоляция будет больше, чем 0,3 земной, то экзопланета войдет в режим безудержного парникового эффекта. Поэтому в качестве потенциальных экзопланет с океанами у красных карликов стоит рассматривать и относительно холодные объекты.

Группа астрономов во главе с Марио Дамиано (Mario Damiano) из Лаборатории реактивного движения NASA сообщила о новом кандидате в экзопланету с океаном, которым стала ранее открытая экзопланета LHS 1140b, обращающаяся вокруг красного карлика M4.5V с массой 0,18 массы Солнца. Ученые анализировали спектроскопические данные наблюдений прибора NIRSpec «Джеймса Уэбба» за атмосферой экзопланеты, полученные в июле 2023 года во время двух событий транзита экзопланеты по звезде.

В системе LHS 1140, расположенной в 48,8 светового года от Солнца, находятся две экзопланеты. Ближайшая к звезде LHS 1140c представляет собой теплую суперземлю с массой около двух земных и равновесной температурой 420 кельвин. LHS 1140b обладает массой 5,6 массы Земли, радиусом 1,73 радиуса Земли, инсоляцией на уровне 0,42 от земной и равновесной температурой 226 кельвин. Это помещает ее в обитаемую зону. Вначале планету считали каменистым телом, однако переоценка массы в сторону ее уменьшения потребовала включения массивной газовой оболочки из водорода и гелия или 10–20 процентов воды от массы планеты.

Исследователи определили, что в спектре нет свидетельств наличия метана или углекислого газа, что не говорит в пользу идеи атмосферы, богатой водородом и с высотными облаками или фотохимической дымкой. Версия азотной атмосферы без следов поглощения другими молекулами также маловероятна. Правдоподобным объяснением низкой плотности LHS 1140b выступает богатая водой (около 10 процентов от массы планеты) оболочка и атмосфера с возможным преобладанием молекулярного азота, водяного пара и углекислоты. Под океаном может находиться ледяная мантия, которая частично или полностью может быть перемешана с находящейся под ней каменистой мантией.

Моделирование показывает, что атмосфера среднего размера с преобладанием молекулярного азота или углекислоты может поддерживать глобальную среднюю температуру вблизи поверхности LHS 1140b выше точки замерзания воды. Если планета обладает механизмом стабилизации климата для поддержания такой атмосферы, то она способна стать потенциально обитаемым миром.

Ранее мы рассказывали о том, как потенциально обитаемый гикеан вписался в модель необитаемого мини-нептуна.