Учёным это удалось. Они обнаружили атмосферу. На каменистой планете. Далеко от нас.
Это тот самый момент, которого все астробиологи ждали годами. Важнейший рубеж. Открытие такого масштаба заставляет перепроверять новости, чтобы убедиться, что это не ошибка симуляции.
LHS 1140b — вот название этого мира.
Он был обнаружен десять лет назад. Планета больше Земли, но схожа по строению. Она расположена в обитаемой зоне. Вы знаете этот термин. «Зона Золушки». Не слишком жарко и не слишком холодно. Место, где вода может существовать в жидком виде, и где жизнь, подобная нашей, могла бы получить свой «билет на посадку».
«Атмосфера необходима планете для поддержания жизни в той форме, в какой мы её знаем», — говорит Коллин Черубим из Гарвардского университета, возглавивший это исследование. «Это первый случай, когда кто-либо обнаружил её на каменистом мире за пределами Солнечной системы».
Великое заявление. И ещё более масштабные последствия.
Годами мы не были уверены, существуют ли планеты, подобные Земле. Мы рыскали в тёмных водах, не имея радаров. Теперь мы знаем: они повсюду. На самом деле, они обычное явление. Но одних лишь камней недостаточно. Одних только горных пород мало. Нужен воздух. Одеяло из газов. Защита.
До этого исследования мы не знали, сохраняют ли эти «братья-близнецы» Земли свою атмосферу. Гравитация ведёт долгую борьбу со stellar wind (звёздным ветром). Мы предполагали, что некоторые из них выдерживают натиск. Теперь у нас есть доказательства того, что по крайней мере одна планета выиграла эту битву.
Ловля тех, кто уходит
Гелий — вот ключевая улика.
Теоретические модели предсказывали, что у LHS 1140b должна быть распухшая верхняя атмосфера, богатая гелием. Этот газ лёгкий. Он уходит. Он медленно рассеивается в космосе, подобно пару от треснувшей чашки.
Учёные в Чили наблюдали этот процесс утечки. Они использовали обсерваторию «Магеллан» и инструмент под названием WINERED (Warm Infrared Echelle). Они не смотрели на поверхность. Они не изучали нижние облака. Они смотрели высоко.
И вот она. Сигнал гелия. Слабый, но неоспоримый.
«Это были ясные доказательства», — сказал Шрейас Виссапракада из Гарвардского университета, наблюдавший за поступлением данных во время транзита планеты перед звёздой. «Это было абсолютное волнение. Спектры транзита постепенно раскрывали всю глубину открытий».
Астрономы раньше искали незначительные падения яркости света, когда планета проходила перед своей звездой. Это позволяло судить о нижней атмосфере. Это тяжёлая работа. Она часто приводит к разочарованию. Маленькие каменистые планеты тусклы. Их тени малы. Сигналы тонут в шуме.
Эта команда выбрала другой подход. Они искали утечку. Выхлопную трубу атмосферы планеты.
Стабилен ли этот мир?
Итак, гелий там есть. Он уходит. Но что это значит?
Вот в чём сложность. Является ли это стабильной атмосферой, как земная, которая со временем постепенно теряет частицы? Или это мёртвая скала с нарушенной «пломбой»? Может быть, это безжизненный мир, который лишь изредка «отпускает газы», чтобы те мгновенно исчезли в пустоте.
«Это голое скальное образование… или же там есть атмосфера в стационарном состоянии, которая теряет вещество так же, как это делает Земля?» — спрашивает Джейсон Диттман из Университета Флориды. Он обнаружил планету много лет назад. Теперь он наблюдает, как она «дышит».
Ответ требуют более зорких глаз. Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) взглянет глубже в ближайшие годы. Охота теперь направлена на водяной пар. Найти воду в атмосфере? Это будет означать наличие плотного, стабильного одеяла газов. Найти лишь уходящий гелий? Возможно, это просто одинокая сухая скала.
Статья появилась в журнале Science. Заголовок говорит сам за себя: «Утечка гелия с близлежащей каменистой экзопланеты».
Мы сделали ещё один шаг. Один огромный, пугающий шаг. Вселенная полна миров, подобных Земле. Но являются ли они пустыми скалами, ожидающими эрозии? Или же это места с небом и погодой?
Мы пока ещё не знаем этого наверняка.
