De todos los posibles exoplanetas similares a la Tierra (exoplanetas terrestres más masivos que la Tierra), hay un exoplaneta que orbita una estrella a sólo 40 años luz de distancia en la constelación de Cetus y que es quizás el más similar a cualquier cosa descubierta hasta ahora.
Se suponía que el exoplaneta LHS 1140 b era un Neptuno menor cuando fue descubierto por primera vez por el telescopio espacial James Webb de la NASA a finales de 2023. Después de analizar los datos de esas observaciones, un equipo de investigadores, dirigido por el astrónomo Charles Cadieux, propuso eso. .. Universidad de Montreal, LHS 1140 b probablemente sea una Tierra gigante.
Si este planeta es una versión alternativa de nuestro planeta, su relativa proximidad a su fría estrella enana roja significa que probablemente sea una bola de nieve gigante o un objeto mayormente congelado con una circunferencia subestelar (la región más cercana a su estrella) que lo hace parecer un globo ocular cósmico. Ahora se cree que es el exoplaneta con mayores posibilidades de tener agua líquida en su superficie y, por tanto, puede ser habitable.
Cadieux y su equipo dicen que encontraron «evidencias interesantes de… [nitrogen]La atmósfera que domina la zona habitable de la súper Tierra Estancia Fue publicado recientemente en The Astrophysical Journal Letters.
Lo siento Neptuno…
En diciembre de 2023, se observaron dos tránsitos de LHS 1140 b utilizando el instrumento NIRISS (espectrómetro y generador de imágenes de infrarrojo cercano) a bordo de Webb. NIRISS se especializa en descubrir exoplanetas y revelar más sobre ellos a través de espectroscopía de tránsito, que captura la luz de la estrella anfitriona de un planeta cuando atraviesa la atmósfera de ese planeta y viaja hacia la Tierra. El análisis de las diferentes bandas espectrales de esa luz puede indicar a los científicos qué átomos y moléculas específicos están presentes en la atmósfera del planeta.
Para probar la hipótesis anterior de que LHS 1140 b es un mini-Neptuno, los investigadores crearon un modelo climático global tridimensional, o GCM. Utilice estas complejas matemáticas para explorar las diferentes combinaciones de factores que conforman el sistema climático de un planeta, como la tierra, los océanos, el hielo y la atmósfera. Se han comparado varios modelos climáticos globales diferentes de un mini-Neptuno con el espectro de luz observado mediante espectroscopia de tránsito. Un modelo reducido de Neptuno normalmente incluye un gigante gaseoso con una atmósfera espesa, libre de nubes o casi libre de nubes, dominada por hidrógeno, pero las bandas espectrales de este modelo no coincidían con las observaciones de NIRISS.
Con la posibilidad de un Neptuno pequeño descartada en gran medida (aunque se necesitan más observaciones y análisis para confirmarlo), el equipo de Cadieux recurrió a otra posibilidad: una Tierra gigante.
¿Una tierra alejada de la Tierra?
Los espectros observados con NIRISS fueron más consistentes con los modelos climáticos generales de una súper Tierra. Este tipo de planeta suele tener una gruesa capa de nitrógeno o dióxido de carbono.2– La rica atmósfera que rodea una superficie rocosa que contiene alguna forma de agua, ya sea en forma congelada o líquida.
Los modelos también sugirieron la existencia de una atmósfera secundaria, que es la atmósfera que se formó después del escape de la atmósfera original de elementos ligeros (hidrógeno y helio) durante las primeras etapas de la formación del planeta. Las atmósferas secundarias están formadas por elementos más pesados liberados de la corteza, como vapor de agua, dióxido de carbono y metano. Estas atmósferas suelen encontrarse en planetas terrestres cálidos (la Tierra tiene una atmósfera secundaria).
El dato más importante que no coincidía con los modelos climáticos globales fue que el planeta tiene una densidad menor (según las mediciones de su tamaño y masa) de la que se esperaría para un mundo rocoso. Esto es consistente con un mundo acuático con una masa de entre 10 y 20 por ciento de agua. Basándose en esta estimación, los investigadores creen que LHS 1140 b puede ser un planeta de Hesse, un planeta oceánico con la mayoría de las características de una súper Tierra, pero cuya atmósfera está dominada por hidrógeno en lugar de nitrógeno.
Dado que orbita una estrella débil lo suficientemente cerca como para estar bloqueado por mareas, algunos modelos sugieren que es un planeta mayoritariamente helado con un océano líquido debajo de la estrella en su lado diurno.
Aunque LHS 1140 b puede ser un planeta gigante, la hipótesis del planeta de Hesse puede acabar siendo descartada. Los planetas de Hesse son vulnerables al calentamiento global descontrolado, que se produce cuando se acumulan suficientes gases de efecto invernadero en la atmósfera de un planeta para evitar que el calor se escape. Con el tiempo, el agua líquida se evaporará en un planeta que no puede enfriarse por sí solo.
Aunque cada vez estamos más cerca de saber qué tipo de planeta es LHS 1140 b y si es habitable, necesitamos más observaciones. Cadieu quiere continuar esta investigación comparando los datos de NIRISS con datos de otros planetas gigantes recopilados previamente por el espectrómetro de infrarrojo cercano (NIRSpec) del Observatorio Webb. También se necesitan al menos tres observaciones de tránsito del planeta utilizando el instrumento MIRI (infrarrojo medio) del Observatorio Webb para garantizar que la radiación estelar no interfiera con las observaciones del planeta mismo.
«Dada la visibilidad limitada de LHS 1140b, pueden ser necesarios varios años de observación para detectar su posible atmósfera secundaria», dijeron los investigadores en el mismo estudio. Estancia.
¿Podría este planeta ser realmente una Tierra exterior congelada? La anticipación y la anticipación continuarán durante varios años.
The Astrophysical Journal Letters, 2024. DOI: 10.3847/2041-8213/ad5afa
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