Вченим це вдалося. Вони виявили атмосферу. На кам’янистій планеті. Далеко від нас.
Це той момент, на який всі астробіологи чекали роками. Найважливіший рубіж. Відкриття такого масштабу змушує перевіряти ще раз новини, щоб переконатися, що це не помилка симуляції.
LHS 1140b – ось назва цього світу.
Він був виявлений десять років тому. Планета більша за Землю, але схожа за будовою. Вона розташована в населеній зоні. Ви знаєте цей термін. “Зона Попелюшки”. Не надто спекотно та не надто холодно. Місце, де вода може існувати в рідкому вигляді, і де життя, подібне до нашого, могло б отримати свій «квиток на посадку».
«Атмосфера необхідна планеті підтримки життя у тій формі, як і її знаємо», — каже Коллін Черубім з Гарвардського університету, який очолив це дослідження. “Це перший випадок, коли хтось виявив її на кам’янистому світі за межами Сонячної системи”.
Велика заява. І ще масштабніші наслідки.
Роками ми не були впевнені, чи існують планети, подібні до Землі. Ми нишпорили в темних водах, не маючи радарів. Тепер ми знаємо: вони скрізь. Насправді вони звичайне явище. Але одних лише каміння недостатньо. Лише гірських порід мало. Потрібне повітря. Ковдра із газів. Захист.
До цього дослідження ми не знали, чи ці «брати-близнюки» Землі зберігають свою атмосферу. Гравітація веде тривалу боротьбу зі stellar wind (зірковим вітром). Ми припускали, що деякі з них витримують тиск. Тепер ми маємо докази того, що принаймні одна планета виграла цю битву.
Ловля тих, хто йде
Гелій – ось ключовий доказ.
Теоретичні моделі передбачали, що у LHS 1140b має бути розпухла верхня атмосфера, багата на гелієм. Цей газ легкий. Він іде. Він повільно розсіюється в космосі, подібно до пари від тріснутої чашки.
Вчені у Чилі спостерігали цей процес витоку. Вони використовували обсерваторію «Магеллан» та інструмент під назвою WINERED (Warm Infrared Echelle). Вони не дивилися на поверхню. Вони не вивчали нижніх хмар. Вони дивилися високо.
І ось вона. Сигнал гелію. Слабкий, але незаперечний.
“Це були ясні докази”, – сказав Шрейас Віссапракада з Гарвардського університету, який спостерігав за надходженням даних під час транзиту планети перед зіркою. “Це було абсолютне хвилювання. Спектри транзиту поступово розкривали всю глибину відкриттів.
Астрономи раніше шукали незначних падінь яскравості світла, коли планета проходила перед своєю зіркою. Це дозволяло судити про нижню атмосферу. Це важка робота. Вона часто призводить до розчарування. Маленькі кам’янисті планети тьмяні. Їхні тіні малі. Сигнали тонуть у шумі.
Ця команда вибрала інший підхід. Вони шукали витік. Вихлопну трубу атмосфери планети.
Чи стабільний цей світ?
Отже, там є гелій. Він іде. Але що це означає?
Ось у чому складність. Чи є це стабільною атмосферою, як земна, яка поступово втрачає частки? Чи це мертва скеля з порушеною «пломбою»? Можливо, це неживий світ, який лише зрідка «відпускає гази», щоб миттєво зникли в порожнечі.
«Це гола скельна освіта… чи там є атмосфера в стаціонарному стані, яка втрачає речовину так само, як це робить Земля?» – Запитує Джейсон Діттман з Університету Флориди. Він виявив планету багато років тому. Тепер він спостерігає, як вона «дихає».
Відповідь вимагають більш пильних очей. Космічний телескоп “Джеймс Вебб” (JWST) погляне глибше в найближчі роки. Полювання тепер спрямоване на водяну пару. Знайти воду у атмосфері? Це означатиме наявність щільної, стабільної ковдри газів. Знайти лише гелій, що йде? Можливо, це просто самотня суха скеля.
Стаття з’явилася в журналі Science. Заголовок говорить сам за себе: «Витік гелію з прилеглої кам’янистої екзопланети».
Ми зробили ще один крок. Один величезний крок, що лякає. Всесвіт сповнений світів, подібних до Землі. Але чи є вони порожніми скелями, які чекають на ерозію? Чи це місця з небом і погодою?
Ми поки що не знаємо цього напевно.
