Il piccolo Nettuno risulta essere un gigantesco pianeta Terra ghiacciato

Di tutti i possibili esopianeti simili alla Terra – esopianeti terrestri più massicci della Terra – esiste un esopianeta in orbita attorno a una stella a soli 40 anni luce di distanza nella costellazione della Balena che è forse il più simile a qualsiasi cosa finora scoperta.

L’esopianeta LHS 1140 b avrebbe dovuto essere un Nettuno minore quando fu scoperto per la prima volta dal telescopio spaziale James Webb della NASA verso la fine del 2023. Dopo aver analizzato i dati di quelle osservazioni, un team di ricercatori, guidato dall’astronomo Charles Cadieux, lo propose. .. Università di Montreal, LHS 1140 b è probabile che sia una Terra gigante.

Se questo pianeta è una versione alternativa del nostro pianeta, la sua relativa vicinanza alla sua fredda stella nana rossa significa che è probabile che sia una gigantesca palla di neve o un oggetto prevalentemente ghiacciato con una circonferenza substellare (la regione più vicina alla sua stella) che lo fa sembrare un bulbo oculare cosmico. Ora si ritiene che sia l’esopianeta con le migliori possibilità di avere acqua liquida sulla sua superficie, e quindi potrebbe essere abitabile.

Cadieux e il suo team affermano di aver trovato “prove interessanti di… [nitrogen]L’atmosfera che domina la zona abitabile della super-Terra Stare È stato recentemente pubblicato su The Astrophysical Journal Letters.

Scusa Nettuno…

Nel dicembre 2023, due transiti di LHS 1140 b sono stati osservati utilizzando lo strumento NIRISS (Near-Infrared Imager and Spectrometer) a bordo di Webb. NIRISS è specializzato nella scoperta di esopianeti e nel rivelare di più su di essi attraverso la spettroscopia di transito, che cattura la luce della stella ospite di un pianeta mentre attraversa l’atmosfera di quel pianeta e viaggia verso la Terra. L’analisi delle diverse bande spettrali in quella luce può dire agli scienziati quali atomi e molecole specifici sono presenti nell’atmosfera del pianeta.

Per testare l’ipotesi precedente secondo cui LHS 1140 b è un mini-Nettuno, i ricercatori hanno creato un modello climatico globale 3-D, o GCM. Usa questa complessa matematica per esplorare le diverse combinazioni di fattori che compongono il sistema climatico di un pianeta, come terra, oceani, ghiaccio e atmosfera. Diversi modelli climatici globali di un mini-Nettuno sono stati confrontati con lo spettro luminoso osservato tramite la spettroscopia di transito. Un modello in scala ridotta di Nettuno include tipicamente un gigante gassoso con un’atmosfera densa, priva di nuvole o quasi, dominata dall’idrogeno, ma le bande spettrali di questo modello non corrispondono alle osservazioni di NIRISS.

Con la possibilità di un piccolo Nettuno in gran parte esclusa (anche se sono necessarie ulteriori osservazioni e analisi per confermarlo), il team di Cadieux si è rivolto a un’altra possibilità: una Terra gigante.

Una terra lontana dalla Terra?

Gli spettri osservati con NIRISS erano più coerenti con i modelli climatici generali di una super-Terra. Questo tipo di pianeta di solito ha uno spesso strato di azoto o anidride carbonica.₂– La ricca atmosfera che circonda una superficie rocciosa che contiene qualche forma di acqua, sia in forma congelata che liquida.

I modelli suggerivano anche l’esistenza di un’atmosfera secondaria, ovvero l’atmosfera che si formò dopo la fuga dall’atmosfera originaria di elementi leggeri (idrogeno ed elio) durante le prime fasi della formazione del pianeta. Le atmosfere secondarie sono costituite da elementi più pesanti rilasciati dalla crosta, come vapore acqueo, anidride carbonica e metano. Queste atmosfere si trovano solitamente sui pianeti terrestri caldi (la Terra ha un’atmosfera secondaria).

Il dato più importante che non corrispondeva ai modelli climatici globali era che il pianeta ha una densità inferiore (sulla base delle misurazioni delle sue dimensioni e massa) rispetto a quella che ci si aspetterebbe per un mondo roccioso. Ciò è coerente con un mondo acquatico con una massa compresa tra il 10 e il 20% di acqua. Sulla base di questa stima, i ricercatori ritengono che LHS 1140 b possa essere un pianeta dell’Assia, un pianeta oceanico con la maggior parte delle caratteristiche di una super-Terra, ma la cui atmosfera è dominata dall’idrogeno anziché dall’azoto.

Poiché orbita attorno a una stella debole abbastanza vicino da essere bloccato dalle maree, alcuni modelli suggeriscono che si tratti di un pianeta prevalentemente ghiacciato con un oceano liquido sotto la stella sul lato diurno.

Sebbene LHS 1140 b possa essere un pianeta gigante, l’ipotesi del pianeta dell’Assia potrebbe essere esclusa. I pianeti dell’Assia sono vulnerabili al riscaldamento globale fuori controllo, che si verifica quando nell’atmosfera di un pianeta si accumula una quantità di gas serra sufficiente a impedire la fuoriuscita del calore. Alla fine, l’acqua liquida evaporerà su un pianeta che non può raffreddarsi.

Anche se ci stiamo avvicinando a sapere che tipo di pianeta LHS 1140 b è e se è abitabile, abbiamo bisogno di più osservazioni. Cadieu vuole continuare questa ricerca confrontando i dati NIRISS con i dati su altri pianeti giganti precedentemente raccolti dal Near-Infrared Spectrometer (NIRSpec) dell’Osservatorio Webb. Sono inoltre necessarie almeno tre osservazioni di transito del pianeta utilizzando lo strumento MIRI (infrarosso medio) dell’Osservatorio Webb per garantire che la radiazione stellare non interferisca con le osservazioni del pianeta stesso.

“Data la visibilità limitata di LHS 1140b, potrebbero essere necessari diversi anni di osservazione per rilevare la sua possibile atmosfera secondaria”, hanno affermato i ricercatori nello stesso studio. Stare.

Questo pianeta potrebbe effettivamente essere una Terra esterna ghiacciata? L’attesa e l’anticipazione continueranno per diversi anni.

The Astrophysical Journal Letters, 2024. DOI: 10.3847/2041-8213/ad5afa