Испоставило се да је мали Нептун џиновска, замрзнута планета Земља

Од свих могућих егзопланета сличних Земљи – земаљских егзопланета масивнијих од Земље – постоји егзопланета која кружи око звезде удаљене само 40 светлосних година у сазвежђу Цетус која је можда најсличнија било чему до сада откривеном.

Егзопланета ЛХС 1140 б требало је да буде мањи Нептун када ју је први пут открио НАСА-ин свемирски телескоп Џејмс Веб крајем 2023. Након анализе података из тих посматрања, тим истраживача, предвођен астрономом Шарлом Кадјеом, то је предложио. .. Универзитет у Монтреалу, ЛХС 1140 б је вероватно џиновска Земља.

Ако је ова планета алтернативна верзија наше планете, њена релативна близина њеној хладној црвеној патуљастој звезди значи да је вероватно да је то огромна снежна груда или углавном смрзнути објекат са подзвезданим обимом (регион најближи својој звезди) због чега изгледа као космичка очна јабучица. Сада се сматра да је то егзопланета са најбољим изгледима да има воду у течном стању на својој површини и стога може бити настањена.

Кадје и његов тим кажу да су пронашли „занимљиве доказе о… [nitrogen]– Атмосфера која доминира насељивом зоном „супер-земља”. Стади Недавно је објављен у Тхе Астропхисицал Јоурнал Леттерс.

Извини Нептун…

У децембру 2023. примећена су два транзита ЛХС 1140 б помоћу инструмента НИРИСС (Неар-Инфраред Имагер анд Спецтрометер) на броду Вебб. НИРИСС је специјализован за откривање егзопланета и откривање више о њима путем транзитне спектроскопије, која хвата светлост звезде домаћина планете док она пролази кроз атмосферу те планете и путује ка Земљи. Анализа различитих спектралних опсега у том светлу може да каже научницима који су специфични атоми и молекули присутни у атмосфери планете.

Да би тестирали претходну хипотезу да је ЛХС 1140 б мини-Нептун, истраживачи су креирали 3-Д глобални климатски модел, или ГЦМ. Користите ову сложену математику да истражите различите комбинације фактора који чине климатски систем планете, као што су земљиште, океани, лед и атмосфера. Неколико различитих глобалних климатских модела мини-Нептуна је упоређено са посматраним светлосним спектром путем транзитне спектроскопије. Смањени модел Нептуна обично укључује гасног гиганта са густом атмосфером без облака или скоро без облака у којој доминира водоник, али спектрални појасеви овог модела нису одговарали НИРИСС опсервацијама.

Пошто је могућност малог Нептуна углавном искључена (иако је потребно више опсервација и анализа да би се ово потврдило), Кадјеов тим се окренуо другој могућности: џиновској Земљи.

Земља далеко од Земље?

Спектри посматрани са НИРИСС-ом били су конзистентнији са општим климатским моделима супер-Земље. Ова врста планете обично има дебео слој азота или угљен-диоксида.₂– Богата атмосфера која окружује стеновиту површину која садржи неки облик воде, било у замрзнутој или течној форми.

Модели су такође сугерисали постојање секундарне атмосфере, која је атмосфера настала након бекства првобитне атмосфере лаких елемената (водоника и хелијума) током раних фаза формирања планете. Секундарне атмосфере се састоје од тежих елемената који се ослобађају из коре, као што су водена пара, угљен-диоксид и метан. Ове атмосфере се обично налазе на топлим земаљским планетама (Земља има секундарну атмосферу).

Најважнији податак који се није поклапао са глобалним климатским моделима је да планета има нижу густину (на основу мерења њене величине и масе) него што би се очекивало за стеновити свет. Ово је у складу са воденим светом са масом између 10 и 20 процената воде. На основу ове процене, истраживачи верују да је ЛХС 1140 б можда Хесијска планета — океанска планета са већином карактеристика супер-Земље, али у чијој атмосфери доминира водоник, а не азот.

Пошто кружи око слабе звезде довољно близу да буде закључана од плима, неки модели сугеришу да је то углавном ледена планета са течним океаном испод звезде на дневној страни.

Иако је ЛХС 1140 б можда џиновска планета, хипотеза о планети Хессиан може бити искључена. Хесијске планете су подложне брзом глобалном загревању, које се дешава када се у атмосфери планете акумулира довољно гасова стаклене баште како би се спречило излазак топлоте. На крају ће течна вода испарити на планети која се не може хладити.

Иако смо све ближе сазнању каква је планета ЛХС 1140 б и да ли је усељива, потребно нам је више посматрања. Цадиеу жели да настави ово истраживање упоређујући податке НИРИСС-а са подацима о другим џиновским планетама које је претходно прикупио Блиски инфрацрвени спектрометар (НИРСпец) Веб опсерваторије. Најмање три транзитна посматрања планете помоћу МИРИ (средње инфрацрвеног) инструмента Веб опсерваторије такође су потребна како би се осигурало да звездано зрачење не омета посматрања саме планете.

„С обзиром на ограничену видљивост ЛХС 1140б, можда ће бити потребно неколико година посматрања да би се открила његова могућа секундарна атмосфера“, рекли су истраживачи у истој студији. Стади.

Да ли би ова планета заправо могла бити замрзнута спољашња Земља? Ишчекивање и ишчекивање ће се наставити још неколико година.

Тхе Астропхисицал Јоурнал Леттерс, 2024. ДОИ: 10.3847/2041-8213/ад5афа