Για πρώτη φορά, αστρονόμοι εντόπισαν σαφείς ενδείξεις ατμόσφαιρας γύρω από έναν βραχώδη εξωπλανήτη που κινείται στην κατοικήσιμη ζώνη του άστρου του. Η ανακάλυψη αφορά τον LHS 1140b, έναν από τους πλέον ενδιαφέροντες κοντινούς πλανήτες στην αναζήτηση συνθηκών που θα μπορούσαν, θεωρητικά, να υποστηρίξουν τη ζωή.
Το γεγονός ότι ένας πλανήτης βρίσκεται στην κατοικήσιμη ζώνη δεν σημαίνει ότι κατοικείται, αλλά ότι κινείται σε τέτοια απόσταση από το άστρο του ώστε, υπό τις κατάλληλες ατμοσφαιρικές συνθήκες, να μπορεί να υπάρχει υγρό νερό στην επιφάνειά του. Και εδώ βρίσκεται το ενδιαφέρον της νέας ανακάλυψης, καθώς χωρίς ατμόσφαιρα ακόμη και η κατάλληλη θερμοκρασία δεν αρκεί για να δημιουργηθεί ένα περιβάλλον φιλικό για τη ζωή.
Ο LHS 1140b απέχει περίπου 48 έτη φωτός από τη Γη και περιφέρεται γύρω από έναν μικρό, ψυχρό ερυθρό νάνο. Έχει ακτίνα περίπου 1,7 φορές μεγαλύτερη από της Γης, μάζα 5,6 φορές μεγαλύτερη και ολοκληρώνει μία περιφορά γύρω από το άστρο του κάθε 24,7 ημέρες.
Το ήλιο που πρόδωσε την ατμόσφαιρα
Για να μελετήσουν τον πλανήτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το φασματογράφο WINERED, ο οποίος ήταν τοποθετημένος στο τηλεσκόπιο Magellan Clay στο Αστεροσκοπείο Las Campanas της Χιλής.
Τον Σεπτέμβριο του 2024 παρακολούθησαν επί 6,5 ώρες δύο πλανήτες του ίδιου συστήματος καθώς περνούσαν μπροστά από το άστρο τους. Όταν ένας πλανήτης διασχίζει την επιφάνεια του άστρου όπως τη βλέπουμε από τη Γη, ένα μικρό μέρος του αστρικού φωτός περνά μέσα από την ατμόσφαιρά του. Τα αέρια που υπάρχουν εκεί απορροφούν συγκεκριμένα μήκη κύματος, αφήνοντας στο φως ένα είδος χημικού αποτυπώματος.
Στην περίπτωση του LHS 1140b, οι επιστήμονες ανίχνευσαν απορρόφηση φωτός που αντιστοιχεί σε ήλιο. Το σήμα εμφανίστηκε κατά τη διέλευση του πλανήτη και ήταν ορατό λίγο πριν και μετά από αυτήν. Η εικόνα παραπέμπει σε ήλιο που διαφεύγει από την ανώτερη ατμόσφαιρα και σχηματίζει μια εκτεταμένη ροή αερίου γύρω από τον πλανήτη.
Παρόμοια φαινόμενα διαφυγής αερίων έχουν παρατηρηθεί στο παρελθόν γύρω από αέριους γίγαντες. Είναι, όμως, η πρώτη φορά που καταγράφεται ανάλογο φαινόμενο σε έναν βραχώδη πλανήτη εντός κατοικήσιμης ζώνης.
Γιατί οι επιστήμονες αναζήτησαν ήλιο
Το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα, που θα μπορούσαν να υπάρχουν στα χαμηλότερα στρώματα μιας ατμόσφαιρας, αφήνουν εξαιρετικά αμυδρά ίχνη. Η ανίχνευσή τους είναι δύσκολη ακόμη και με όργανα όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb.
Το ήλιο, αντίθετα, μπορεί να εντοπιστεί ευκολότερα όταν βρίσκεται ψηλά στην ατμόσφαιρα και διαφεύγει προς το Διάστημα. Η παρουσία του δεν αποκαλύπτει από μόνη της τη σύσταση των κατώτερων στρωμάτων, προσφέρει όμως ισχυρή ένδειξη ότι ο πλανήτης διαθέτει ατμόσφαιρα.
Με βάση τα μοντέλα τους, οι ερευνητές εκτιμούν ότι η ανώτερη ατμόσφαιρα του LHS 1140b είναι πλούσια σε ήλιο και περιέχει σχετικά λίγο υδρογόνο. Πιθανή εξήγηση είναι ότι, σε βάθος δισεκατομμυρίων ετών, η ακτινοβολία του άστρου απομάκρυνε ευκολότερα το ελαφρύτερο υδρογόνο, ενώ το ήλιο παρέμεινε σε μεγαλύτερη αναλογία.
Η σημερινή διαφυγή αερίων φαίνεται πολύ ασθενής για να παρασύρει βαρύτερα στοιχεία, όπως το οξυγόνο, ο άνθρακας και το άζωτο. Αυτά θα μπορούσαν επομένως να παραμένουν στα χαμηλότερα στρώματα, χωρίς ωστόσο η συγκεκριμένη παρατήρηση να επιβεβαιώνει τη σύσταση ή τις συνθήκες κοντά στην επιφάνεια.
Το σήμα εξαφανίστηκε έναν χρόνο αργότερα
Όταν οι επιστήμονες παρατήρησαν ξανά τον LHS 1140b τον Σεπτέμβριο του 2025, το σήμα του ηλίου δεν ήταν πλέον ανιχνεύσιμο. Επανεξέτασαν μάλιστα ανεξάρτητα τα δεδομένα και με διαφορετική μέθοδο επεξεργασίας, χωρίς να αλλάξει το αποτέλεσμα.
Αυτό δεν σημαίνει ότι η ατμόσφαιρα εξαφανίστηκε μέσα σε έναν χρόνο. Η πιθανότερη ερμηνεία είναι ότι μεταβλήθηκε ο ρυθμός με τον οποίο το ήλιο διέφευγε στο Διάστημα. Η ατμοσφαιρική διαφυγή επηρεάζεται από την ακτινοβολία του άστρου, η οποία δεν παραμένει πάντοτε σταθερή. Εάν η δραστηριότητά του είχε μειωθεί, το σήμα μπορεί απλώς να έγινε πολύ ασθενές για να καταγραφεί από τα όργανα.
Θα μπορούσε να υπάρχει νερό;
Ο LHS 1140b έχει προταθεί και ως πιθανός «υδάτινος κόσμος». Εάν διαθέτει μεγάλες ποσότητες νερού, οι χαμηλές θερμοκρασίες του θα μπορούσαν να το προστατεύουν από τη διαφυγή. Οι υδρατμοί είναι πιθανό να συμπυκνώνονται και να παγώνουν πριν φτάσουν στα υψηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας, όπου η ακτινοβολία θα μπορούσε να τους απομακρύνει.
Τίποτα από αυτά δεν αποτελεί απόδειξη ότι ο πλανήτης έχει ωκεανούς ή ότι φιλοξενεί ζωή. Η κατοικήσιμη ζώνη περιγράφει μια αστρονομική δυνατότητα, όχι τις πραγματικές συνθήκες στην επιφάνεια ενός κόσμου.
Η ανακάλυψη, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Science, μας δείχνει ωστόσο ότι ο LHS 1140b διαθέτει ατμόσφαιρα. Το επόμενο βήμα είναι να μάθουμε από τι αποτελείται, πόσο σταθερή είναι και αν μπορεί να διατηρήσει συνθήκες κατάλληλες για την ύπαρξη υγρού νερού και, κατ’ επέκταση, για τη ζωή.
Στην αναζήτηση ζωής πέρα από τη Γη, αυτός ο μακρινός κόσμος μόλις έγινε ένας από τους σημαντικότερους προορισμούς παρατήρησης.
