Исследователи зафиксировали указания на атмосферу у каменистой экзопланеты LHS 1140b, которая расположена в обитаемой зоне красного карлика. На присутствие газовой оболочки намекнул гелий, утекающий из ее верхних слоев. Соответствующая работа от 16 июля опубликована в журнале Science.

Как подчеркивают авторы, это первое надежное свидетельство существования атмосферы у скалистой планеты, находящейся в зоне жизни своей звезды. Однако само по себе обнаружение газовой оболочки еще не гарантирует ни наличия жидкой воды, ни условий, пригодных для жизни, на ее поверхности.

LHS 1140b удалена от Солнца примерно на 49 световых лет и вращается вокруг старого, малоактивного красного карлика. Масса планеты превышает земную в 5,6 раза, а ее радиус достигает 1,73 земного. Полный оборот вокруг звезды она делает за 24,7 земных суток.

Экзопланета получает около 42% того потока энергии, который Земля принимает от Солнца. Расчетная равновесная температура объекта составляет приблизительно –47 градусов. Плотность небесного тела соответствует каменистому миру с дополнительной низкоплотной составляющей — атмосферой или значительными водными запасами.

В сентябре 2024 года команда получила 70 спектров системы, включая данные, собранные при прохождении LHS 1140b и соседней планеты LHS 1140c по диску звезды. В спектрах LHS 1140b ученые выявили усиленное поглощение на линии метастабильного гелия перед транзитом, во время и после него. Эти результаты согласуются с моделью, в которой газ покидает верхнюю атмосферу и формирует вытянутые хвосты вдоль орбиты.

«Впервые мы видим скалистую планету земного типа, которая могла сохранить атмосферу», — отметил один из авторов работы, астроном Университета Флориды Джейсон Диттман.

Исследователи полагают, что утечку газа провоцирует рентгеновское и ультрафиолетовое излучение звезды. LHS 1140b получает в рентгеновском диапазоне в 2,7–16 раз больше излучения, чем Земля, в зависимости от того, с какой фазой солнечной активности ведется сравнение.

В то же время атмосфера существует уже миллиарды лет. Авторы допускают, что запасы гелия могут пополняться из более глубоких недр. Верхние слои газовой оболочки, по-видимому, обогащены гелием и обеднены водородом, тогда как внизу могут удерживаться более тяжелые элементы — кислород, углерод и азот.

В 2025 году аналогичный гелиевый сигнал обнаружен не был. По мнению ученых, это может указывать на непостоянный характер утечки, зависящий от активности звезды и температуры верхней атмосферы. У соседней, более горячей планеты LHS 1140c признаков гелия тоже не нашли.

Будущие наблюдения при помощи телескопов «Джеймс Уэбб» и «Хаббл» должны проверить присутствие в атмосфере углекислого газа и воды. По оценкам исследователей, подтвердить или опровергнуть наличие у LHS 1140b стабильной газовой оболочки удастся в ближайшие четыре–пять лет.

Издание Phys.org 16 июля также сообщило, что астрономы с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» открыли гигантскую экзопланету Бета Живописца d, которая долгое время оставалась скрытой внутри одного из ярчайших околозвездных дисков. Обнаружить планету удалось по химическому отпечатку ее атмосферы.