En stenig planet cirka 40 ljusår från jorden kan ha något som forskare har kämpat med att komma på på liknande världar – en bestående atmosfär.
Planeten, kallad LHS 1140b, upptäcktes först 2016. Nu visar ny forskning publicerad i Science att den fortfarande kan behålla en atmosfär – trots miljarder år av exponering för sin värdstjärna.
Upptäckten är anmärkningsvärd eftersom de flesta steniga planeter runt små, kalla stjärnor verkar ha förlorat sina atmosfärer över tid. Om LHS 1140b verkligen har en sådan kan den bli ett viktigt mål i jakten på potentiellt beboeliga världar bortom vårt solsystem.
Läs: Spanien vs. Argentina: Vinnarna får mästarringar – FIFA amerikaniserar VM i sin helhet
Upptäckt med hjälp av artificiell intelligens
LHS 1140b upptäcktes av astronomen Jason Dittmann vid University of Florida när han sökte efter planeter som passerar framför sina stjärnor och tillfälligt släcker dem. Att upptäcka dessa små förändringar från jorden är svårt eftersom moln, fukt och andra väderförhållanden kan störa observationer.
För att förbättra sökningen tränade Dittmann ett maskininlärningsprogram för att skilja mellan signaler orsakade av jordens atmosfär och de som produceras av en omloppsplanet. Denna metod ledde till upptäckten av LHS 1140b.
Planeten består av sten, inte gas, och kretsar inom den beboeliga zonen av sin lilla, svala stjärna – där temperaturer kan tillåta flytande vatten under rätt förhållanden. En annan planet, LHS 1140c, kretsar också kring samma stjärna, men befinner sig utanför den beboeliga zonen.
Heliumläckage avslöjar atmosfär
Den nya studien fokuserade på en överraskande upptäckt. Med hjälp av Magellanler-teleskopet i Chile upptäckte forskare helium som läckte ut från LHS 1140b. Helium kan läcka ut ur en planets atmosfär, och detta händer också på jorden.
Men LHS 1140b är en gammal planet. Forskare förväntade sig därför att allt helium skulle ha försvunnit ut i rymden för länge sedan. Det faktum att helium fortfarande upptäcks tyder på att planeten på något sätt ersätter det – vilket pekar på existensen av en atmosfär.
Tidigare observationer hjälpte också till att lösa mysteriet. Kort efter att planeten upptäckts gjorde Dittmann röntgenobservationer av stjärnan. Dessa mätningar visade hur mycket högenergistrålning som når planeten och gjorde det möjligt för forskarna att beräkna hur snabbt helium borde försvinna.
Beräkningarna visade att utan en kontinuerlig heliumkälla skulle inget finnas kvar idag. Detta innebär att planeten behöver fylla på sin försörjning regelbundet.
Två möjliga förklaringar
Forskarna kan dock ännu inte med säkerhet säga om LHS 1140b har en stabil atmosfär. En möjlighet är att planeten mestadels består av bar sten som ibland släpper ut gas från sitt inre. En annan möjlighet är att den har en långvarig atmosfär som långsamt läcker helium ut i rymden – precis som jorden gör.
James Webb kommer att söka efter livstecken
Nästa steg är att leta efter andra gaser. LHS 1140b har valts ut för Rocky Worlds Director’s Discretionary Time Program — ett gemensamt projekt som använder James Webb Space Telescope och Hubble Space Telescope för att studera stenplaneter runt dvärgstjärnor.
Under de kommande fyra till fem åren kommer Webb att söka efter gaser som vattenånga och koldioxid. Att hitta dessa molekyler kommer att ge mycket starkare bevis för att planeten har en stabil atmosfär.
Ett genombrott i sökandet efter liv
Om framtida observationer bekräftar att LHS 1140b har en långvarig atmosfär, kommer det att markera en av de första kända jordstora stenplaneterna runt en liten stjärna som har behållit en.
Det skulle göra den till en av de mest lovande närliggande världarna för forskare som försöker förstå vilka planeter utanför vårt solsystem som en dag kan visa sig kapabla att upprätthålla liv.
