Χρησιμοποιώντας φασματικά δεδομένα από το τηλεσκόπιο Magellan Clay του Αστεροσκοπείου Las Campanas στην έρημα Ατακάμα της Χιλής, οι αστρονόμοι ανίχνευσαν ήλιο που διαφεύγει από τον LHS 1140b, έναν βραχώδη εξωπλανήτη που περιστρέφεται στην κατοικήσιμη ζώνη του κοντινού άστρου χαμηλής μάζας LHS 1140.
Το LHS 1140 είναι ένας ανενεργός Μ-νάνος 3 δισεκατομμυρίων ετών που βρίσκεται περίπου 39 έτη φωτός μακριά, στον αστερισμό του Κήτους. Γύρω του περιστρέφονται τρεις πλανήτες: οι LHS 1140b, c και d.
Ο LHS 1140b, ο οποίος ανακαλύφθηκε το 2017, έχει μάζα 5,6 γήινες μάζες και ακτίνα 1,73 γήινες ακτίνες.
Έχει τροχιακή περίοδο 24,7 ημερών και δέχεται το 42% της αστρικής ακτινοβολίας που δέχεται η Γη, με αποτέλεσμα η θερμοκρασία ισορροπίας του να είναι 226 K (-47 βαθμοί Κελσίου).
«Πριν από είκοσι χρόνια αναρωτιόμασταν αν υπήρχαν άλλοι πλανήτες γήινου τύπου», δήλωσε η καθηγήτρια του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ, Ρόμπιν Γουόρντσγουορθ. «Στη συνέχεια, διαπιστώσαμε ότι είναι κάτι συνηθισμένο και το επόμενο ερώτημα ήταν αν κάποιο από αυτά έχει καταφέρει να διατηρεί μια ατμόσφαιρα. Τώρα ξέρουμε ότι τουλάχιστον ένα το έχει κάνει».
Χρησιμοποιώντας ένα ισχυρό όργανο που ονομάζεται Φασματογράφος Θερμού Υπερύθρου Echelle για την Πραγματοποίηση Ακραίας Διασποράς (WINERED) στο τηλεσκόπιο Magellan Clay στο Αστεροσκοπείο Las Campanas, οι αστρονόμοι παρατήρησαν τον LHS 1140b το 2024 και είδαν ενδείξεις διαφυγής ηλίου από την ατμόσφαιρά του.
«Μετά από πολλή προσεκτική ανάλυση και εξέταση των φασμάτων, διαπιστώσαμε ότι το ήλιο δραπέτευε από την ατμόσφαιρα του LHS 1140b το 2024 λόγω της θέρμανσης από τις αστρικές ακτίνες Χ και την ακραία υπεριώδη ακτινοβολία», δήλωσε ο Δρ. Σρέγιας Βισαπραγάδα, αστρονόμος στο Carnegie Science Observatories.
«Ωστόσο, οι παρατηρήσεις μας του 2025 δεν αποκάλυψαν διαφυγή ηλίου, επομένως η ατμοσφαιρική διαφυγή φαίνεται να είναι μεταβλητή».
Σε συνδυασμό με προηγούμενες παρατηρήσεις και μοντέλα εξέλιξης εξωπλανητών, οι ερευνητές ερμήνευσαν αυτά τα αποτελέσματα για να υποδείξουν την παρουσία μιας έντονα πολυεπίπεδης ατμόσφαιρας.
Βάσει των παρατηρήσεων, οι επιστήμονες θεωρούν ότι ο πλανήτης έχει μια ανώτερη ατμόσφαιρα που κυριαρχείται από ήλιο και είναι φτωχή σε υδρογόνο, ενώ άλλα χημικά είδη, όπως το νερό, είναι παγιδευμένα σε χαμηλότερα υψόμετρα πιο κοντά στην επιφάνεια.
Επίσης, δεν βρήκαν καμία ένδειξη ατμόσφαιρας στον πλανήτη LHS 1140c, γεγονός που ίσως υποδηλώνει ότι αυτοί οι δύο κόσμοι μπορεί να βρίσκονται σε αντίθετες πλευρές της λεγόμενης «κοσμικής ακτογραμμής».
Από τη μία πλευρά βρίσκονται πλανήτες που διατηρούν την ατμόσφαιρά τους για δισεκατομμύρια χρόνια, και από την άλλη εκείνοι με ατμόσφαιρες που εξατμίζονται γρήγορα στο διάστημα.
«Η ατμόσφαιρα είναι απαραίτητη για να υποστηρίξει ένας πλανήτης τη ζωή όπως την ξέρουμε», δήλωσε ο Δρ. Κόλιν Τσέρουμπιμ, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ, που τονίζει ότι «αυτή είναι η πρώτη φορά που κάποιος ανακαλύπτει ατμόσφαιρα σε έναν βραχώδη πλανήτη στην κατοικήσιμη ζώνη ενός άλλου άστρου».
«Επειδή υπάρχει ήλιο εκεί, και επειδή το ήλιο διαφεύγει, το ερώτημα είναι: Είναι ο LHS 1140b ένας γυμνός βράχος χωρίς ατμόσφαιρα που μερικές φορές αναρροφά κάποιο αέριο που στη συνέχεια διαφεύγει αμέσως, ή υπάρχει μια ατμόσφαιρα σταθερής κατάστασης εκεί που θα διαρρέει πράγματα όπως κάνει η Γη κατά καιρούς;» αναρωτιέται ο Δρ. Τζέισον Ντίτμαν, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο της Φλόριντα, συμπληρώνοντας ότι «οι εικόνες από το τηλεσκόπιο James Webb τα επόμενα τέσσερα – πέντε χρόνια θα αναζητήσουν νερό, και αν υπάρχει νερό στην ατμόσφαιρα, τότε πιθανότατα θα παραμείνει μια σταθερή ατμόσφαιρα».
