חיים מעבר לכדור הארץ? טלסקופ החלל ווב חוקר כוכב קרח מפתיע בקרבת מקום

חוקרים השתמשו בנתונים ממספר טלסקופי חלל, כולל טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST), כדי ללמוד את אקסופלנט LHS 1140 b, ממוקם במרחק של 48 שנות אור בקבוצת הכוכבים Cetus. כוכב הלכת הזה, המקיף כוכב ננס אדום, נמצא באזור המגורים ומראה סימנים של אטמוספירה עשירה בחנקן והרכב עשיר במים, שיכול לכלול אוקיינוס ​​מים נוזליים. זה הופך את LHS 1140 b לאחד המועמדים המבטיחים ביותר למחקרי חיים עתידיים.

אסטרונומים מוצאים עולם קרח מפתיע באזור המגורים עם נתוני טלסקופ ווב

מדענים זיהו כוכב לכת ממוזג כעל כדור הארץ קרח או עולם מים מבטיח. בראשות אוניברסיטת מונטריאול, צוות המחקר כולל אסטרונום מאוניברסיטת מישיגן.

הממצאים מראים שכוכב הלכת החיצוני של אזור המגורים, LHS 1140 b, אינו סביר להניח מיני-נפטון, מה שנקרא ענק גז קטן – כוכבי לכת גדולים המורכבים בעיקר מגז – עם אטמוספירה עבה עשירה במימן. כוכב הלכת, הממוקם במרחק של כ-48 שנות אור משם בקבוצת הכוכבים Cetus, מסתמן כאחד המועמדים המבטיחים ביותר לכוכבי הלכת החיצוניים באזור הישיבה הידועים, שעלול להכיל אטמוספירה ואפילו אוקיינוס ​​מים נוזליים.

נתונים מטלסקופ החלל ג'יימס ווב נאספו בדצמבר 2023 ונוספו לנתונים קודמים מטלסקופי חלל אחרים שפיצר, האבל ו-TESS כדי לבסס תוצאה זו, שהתקבלה לפרסום ב- ה מכתבי יומן אסטרופיזיים השבוע.

"זו הפעם הראשונה שראינו אי פעם רמז לאטמוספירה באזור כוכב הלכת סלעי או עשיר בקרח. זיהוי אטמוספרות בעולם קטן וסלעי הוא מטרה מרכזית של JWST, אבל הרבה יותר קשה לראות את האותות האלה מאשר עבור אטמוספרות כוכבי לכת ענקיים", אמר ריאן מקדונלד, נאס"א עמית Sagan במחלקה לאסטרונומיה של UM שהיה מפתח בניתוח האטמוספירה של LHS 1140 b. "LHS 1140 b הוא אחד מכוכבי הלכת הקטנים הטובים ביותר באזור המגורים המסוגל לתמוך באטמוספירה עבה, ויכול להיות שפשוט מצאנו עדות לאוויר בעולם הזה."

LHS 1140 b, עולם שניתן למגורים

LHS 1140 b, כוכב הלכת החיצוני המקיף כוכב ננס אדום בעל מסה נמוכה, בערך חמישית מגודל השמש, כבש את המדענים בשל היותו אחד מכוכבי הלכת הקרובים ביותר למערכת השמש הנמצאת באזור המגורים של הכוכב שלו. לכוכבי הלכת שנמצאים ב"אזור הזהב" הזה יש טמפרטורות שיאפשרו למים להתקיים עליהם בצורה נוזלית, יסוד חיוני לחיים כפי שאנו מכירים אותם על פני כדור הארץ.

אחת השאלות הקריטיות לגבי LHS 1140 b הייתה האם מדובר בכוכב הלכת אקזו-כוכבי מסוג מיני נפטון או בסופר-כדור הארץ – כוכב לכת סלעי או עשיר במים הגדול מכדור הארץ.

"מכל כוכבי לכת אקזו-כוכבים ממוזגים המוכרים כיום, LHS 1140 b בהחלט יכול להיות ההימור הטוב ביותר שלנו לאשר יום אחד בעקיפין מים נוזליים על פני עולם זר מעבר למערכת השמש שלנו", אמר צ'ארלס קאדיה, המחבר הראשי של המאמר המדעי ודוקטורנט. באוניברסיטת מונטריאול. "זה יהיה אבן דרך חשובה בחיפוש אחר כוכבי לכת פוטנציאליים שניתן למגורים."

נתוני JWST מובילים לתובנות חדשות

ניתוח התצפיות של הצוות הוציא בתוקף את תרחיש המיני-נפטון, עם ראיות המצביעות על כך שהכוכב החיצוני LHS 1140 b הוא כדור-על שאולי יש לו אפילו אטמוספירה עשירה בחנקן כמו זו של כדור הארץ. עם זאת, הצוות מזהיר שתצפיות נוספות עם תצפיות JWST יהיו נחוצות כדי לאשר את החתימה של גז חנקן.

הערכות המבוססות על כל הנתונים שהצטברו חושפות ש-LHS 1140 b פחות צפוף מהצפוי עבור כוכב לכת סלעי בעל הרכב דמוי כדור הארץ, מה שמצביע על כך ש-10 עד 20% מהמסה שלו עשויה להיות מורכבת ממים. גילוי זה מצביע על כך ש-LHS 1140 b הוא עולם מים מועמד משכנע, שכנראה דומה לכדור שלג או כוכב לכת קרח עם פוטנציאל של אוקיינוס ​​נוזלי בנקודה התת-כוכבית, או האזור של פני הכוכב שיפנה תמיד לכוכב המארח של המערכת בשל לסיבוב הסינכרוני של כוכב הלכת (בדומה לירח של כדור הארץ).

נוכחות אפשרית של אווירה ואוקיינוס

מקדונלד ביצע את ניתוח החזרה האטמוספרי המצביע על כך של-LHS 1140 b יש אטמוספרה עשירה בחנקן, פוטנציאלית דומה לאטמוספירה של כדור הארץ, שהיא 78% חנקן. למרות שזו עדיין רק תוצאה טנטטיבית, נוכחות של אטמוספירה עשירה בחנקן תצביע על כך שהכוכב שמר על אטמוספירה משמעותית, ויצר תנאים שעשויים לתמוך במים נוזליים.

תגלית זו מעדיפה את תרחיש עולם המים/כדור השלג בתור הסביר ביותר. מודלים נוכחיים מצביעים על כך שאם ל-LHS 1140 b יש אטמוספרה דמוית כדור הארץ, זה יהיה כוכב לכת כדור שלג עם אוקיינוס ​​בול בקוטר של כ-4,000 קילומטרים, שווה ערך למחצית משטח הפנים של האוקיינוס ​​האטלנטי. טמפרטורת פני השטח במרכז האוקיינוס ​​החייזרי הזה יכולה להיות אפילו 20 מעלות נוחות צֶלסִיוּס.

האווירה הפוטנציאלית של LHS 1140 b והתנאים הנוחים למים נוזליים הופכים אותו למועמד יוצא דופן למחקרי חיים עתידיים. כוכב הלכת הזה מספק הזדמנות ייחודית לחקור עולם שיכול לתמוך בחיים, בהתחשב במיקומו באזור המגורים ובסבירות שיש לו אטמוספירה שיכולה לשמור על חום ולתמוך באקלים יציב.

"זוהי ההצצה המפתה הראשונה שלנו לאווירה על כדור-על באזור המגורים. בהשוואה לכוכבי לכת אחרים ידועים באזורי מגורים, כמו אלה במערכת TRAPPIST-1, נראה שהכוכב LHS 1140 רגוע יותר ופחות פעיל, מה שהופך את זה לקשה משמעותית להפריד בין האטמוספירה של LHS 1140 b מאותות כוכבים הנגרמים על ידי כתמי כוכבים", מקדונלד. אמר.

"הסיור הראשוני שלנו של LHS 1140 b עם JWST גילה שזהו אולי הכוכב החיצוני הטוב ביותר באזור המגורים הידוע כיום באפיון האטמוספרי. אמנם אנחנו צריכים עוד תצפיות JWST כדי לאשר את האטמוספירה העשירה בחנקן ולחפש גזים אחרים, אבל זו התחלה מבטיחה מאוד".

למידע נוסף על תגלית זו, ראה ווב מוצא עולם פוטנציאלי למגורים במרחק של 48 שנות אור בלבד.