Велики корак у потрази за животом – први пут откривена атмосфера стеновите планете изван Сунчевог система

Ово откриће представља први пут да су научници детектовали атмосферу која окружује стеновиту планету у орбити у настањивој зони друге звезде, односно у области око звезде у којој температуре могу омогућити постојање течне воде на површини планете. Резултати истраживања, објављени у часопису Сајенс (Science), могли би да помогну астрономима да сузе потрагу за потенцијално настањивим световима изван нашег космичког суседства.

„Ово је заиста узбудљиво. Све смо ближи проучавању атмосфера светова који би могли да подржавају живот, при чему би се трагови тог живота могли налазити у њиховим спектрима које можемо да посматрамо“, изјавио је за Лајв сајенс (Live Science) Едвард Швитерман, ванредни професор астробиологије на Универзитету Калифорније у Риверсајду, који није учествовао у истраживању.

Планета, позната као LHS 1140 b, налази се око 48 светлосних година од Земље и кружи око мале, хладне црвене патуљасте звезде. Са масом око 5,6 пута већом од Земљине, ова егзопланета припада класи такозваних супер-Земаља – стеновитих планета већих од Земље, али знатно мањих од гасовитих дивова попут Нептуна.

Она прима мање од половине сунчеве светлости коју добија Земља, па је, према ранијим проценама које нису узимале у обзир постојање атмосфере, температура на њеној површини око минус 47 степени Целзијуса. То је чини веома хладном, али и даље у опсегу који астрономи сматрају потенцијално погодним за живот.

Космичко „цурење“ гаса

Током последњих неколико деценија научници су открили хиљаде егзопланета, укључујући и многе стеновите светове. Међутим, утврђивање да ли те планете имају атмосферу показало се далеко тежим задатком, јер су атмосфере стеновитих планета изузетно танке у поређењу са атмосферама гасовитих дивова, што их чини много тежим за откривање на огромним космичким удаљеностима.

Уместо да директно траже атмосферу, истраживачи су потражили суптилан знак њеног постојања – хелијум који се ослобађа у свемир.

Користећи спектрограф на телескопу “Magellan Clay” у Чилеу, тим је посматрао како LHS 1140 b пролази испред своје звезде, док је мали део звездане светлости пролазио кроз атмосферу планете на путу ка Земљи. Истраживачи су тражили незнатан пад интензитета светлости на специфичној таласној дужини инфрацрвеног зрачења коју хелијум апсорбује – јасан показатељ да гас напушта планету и одлази у свемир.

Предвиђање је у потпуности било засновано на математичком моделу који никада раније није био потврђен код стеновите планете.

Међутим, у септембру 2024. године тим је имао јединствену прилику да исте ноћи посматра како и LHS 1140 b и њена мања и топлија суседна планета, LHS 1140 c, пролазе испред своје звезде у размаку мањем од 40 минута. Истраживачи су открили јасан сигнал хелијума код LHS 1140 b, док код LHS 1140 c нису забележили ништа.

Та разлика је значајна. LHS 1140 c кружи много ближе својој звезди, прима око пет пута више зрачења, а истовремено је мања и има слабију гравитацију – услове који би, теоретски, требало да олакшају откривање гаса који „цури“ из атмосфере. То што није пронађен никакав сигнал указује да је атмосфера те планете вероватно нестала још давно, док је LHS 1140 b, која се налази даље од звезде у хладнијем и мирнијем окружењу, успела да сачува своју атмосферу.

Ово откриће даје одговор на питање којим се астрономи баве већ деценијама.

„Пре двадесет година питали смо се да ли уопште постоје друге планете сличне Земљи. Затим смо сазнали да су честе и да се неке налазе у настањивој зони. Следеће питање било је да ли је иједна од њих успела да задржи атмосферу. Сада знамо да је бар једна успела“, рекао је коаутор студије Робин Вордсворт, професор наука о Земљи и планетама на Харварду.

Корак ближе потрази за животом

Откриће је посебно важно јер црвене патуљасте звезде, попут оне око које кружи LHS 1140 b, често засипају оближње планете снажним високоенергетским зрачењем које временом може да уништи њихове атмосфере.

На основу процењене старости звезде од најмање 3,1 милијарде година, истраживачи сматрају да је атмосфера LHS 1140 b успела да опстане упркос томе. То указује да неке стеновите планете око овако честих звезда могу задржати атмосферу много дуже него што се раније претпостављало.

Ипак, научници упозоравају да откриће хелијума не значи да је планета насељена – па чак ни да је погодна за живот.

Посматрања откривају само танак горњи слој атмосфере, а не и њен комплетан састав. Научници још не знају да ли LHS 1140 b поседује кисеоник, угљен-диоксид, водену пару или друге гасове који би њену површину могли учинити сличнијом Земљиној и погоднијом за живот.

Уместо тога, ово откриће отвара нови пут за проучавање удаљених стеновитих светова и представља важан корак ка откривању планета које би једног дана могле да покажу знакове живота.