Kopija planete Zemlje pronađena duboko u svemiru! Naučnici pogledali i zanmeli od šoka - posle ovog otkrića ništa više neće biti isto

Astronomi su prvi put otkrili atmosferu oko stenovite planete koja kruži u nastanjivoj zoni druge zvezde, čime je dobijen najjači dosadašnji dokaz da van Sunčevog sistema postoje svetovi koji mogu da sačuvaju jedan od osnovnih uslova za život.

Reč je o egzoplaneti LHS 1140 b, udaljenoj oko 48 svetlosnih godina od Zemlje. Naučnici su u njenim gornjim slojevima otkrili helijum koji odlazi u svemir, što predstavlja jasan dokaz da planeta nije gola stena, već da je obavijena atmosferom.

- Atmosfere su neophodne da bi planeta imala uslove za život kakav mi poznajemo. Ovo je prvi put da je neko pronašao atmosferu stenovite planete u nastanjivoj zoni druge zvezde - rekao je glavni autor istraživanja Kolin Čerubim, koji je nedavno doktorirao na Harvardu.

Otkriće ne dokazuje da na planeti postoji život, niti da na njenoj površini sigurno ima vode. Pokazuje, međutim, da je stenovita planeta u oblasti u kojoj bi tečna voda mogla da opstane uspela da sačuva atmosferu milijardama godina - nešto što astronomi do sada nisu uspeli pouzdano da potvrde ni na jednom sličnom svetu.

Planeta veća i teža od Zemlje

LHS 1140 b kruži oko hladnog crvenog patuljka, zvezde znatno manje i tamnije od Sunca. Jednu orbitu završava za 24,7 dana, ali se zbog slabijeg zračenja matične zvezde nalazi u takozvanoj cirkumstelarnoj nastanjivoj zoni.

To je područje oko zvezde u kojem temperature, u zavisnosti od sastava atmosfere, mogu da omoguće postojanje vode u tečnom stanju. Sama činjenica da je planeta u toj zoni ne znači da je nastanjena, ali je čini jednim od najvažnijih ciljeva u potrazi za životom van Sunčevog sistema.

Planeta ima oko 5,6 puta veću masu od Zemlje i prečnik približno 1,7 puta veći. Prima oko 42 odsto energije koju Zemlja dobija od Sunca, dok je njena procenjena ravnotežna temperatura oko minus 47 stepeni Celzijusa. Atmosfera bi, međutim, mogla znatno da promeni stvarne uslove na njenoj površini.

Atmosfere regulišu temperaturu, štite površinu od štetnog zračenja i omogućavaju dugoročno zadržavanje tečne vode. Upravo zato je pitanje da li stenovite planete oko crvenih patuljaka mogu da ih sačuvaju bilo jedna od najvećih nepoznanica savremene astronomije.

Crveni patuljci često emituju snažno rendgensko i ultraljubičasto zračenje koje može da ogoli obližnje planete i odnese njihove gasove u svemir. LHS 1140 b pokazuje da taj proces ne mora uvek potpuno da uništi atmosferu.

- Pre 20 godina pitali smo se da li uopšte postoje planete Zemljinog tipa. Onda smo otkrili da su česte i pronašli smo neke u nastanjivoj zoni. Sledeće pitanje bilo je da li je neka od njih uspela da sačuva atmosferu. Sada znamo da bar jedna jeste - rekao je profesor Harvarda Robin Vordsvort, jedan od autora studije.

Uhvatili helijum koji beži u svemir

Čerubim i njegove kolege prethodno su napravili teorijski model prema kojem bi LHS 1140 b trebalo da ima gornje slojeve atmosfere bogate helijumom i siromašne vodonikom.

Prema njihovoj teoriji, lakši vodonik je tokom milijardi godina uglavnom odnet u svemir, dok je helijum ostao. Teži gasovi, među kojima bi mogli da budu kiseonik, ugljenik, azot i vodena para, verovatno se nalaze dublje u atmosferi i ne mogu lako da pobegnu.

Da bi proverili proračune, astronomi su koristili infracrveni spektrograf VINERED na teleskopu Magelan Klej u opservatoriji Las Kampanas u Čileu.

Ključna prilika ukazala se 23. septembra 2024. godine, kada su LHS 1140 b i manja planeta LHS 1140 c prošle ispred svoje zvezde u razmaku od samo 39 minuta. Takvo poravnanje neće se ponoviti najmanje narednih 50 godina.

Dok planeta prolazi ispred zvezde, deo zvezdane svetlosti prolazi kroz njenu atmosferu. Različiti gasovi ostavljaju prepoznatljive tragove u spektru svetlosti, pa astronomi na osnovu njih mogu da utvrde šta se nalazi oko planete udaljene stotinama biliona kilometara.

LHS 1140 c nije pokazala jasan trag atmosfere. Kod LHS 1140 b, međutim, otkriven je karakterističan potpis helijuma koji se prostirao daleko izvan vidljive ivice planete.

- Kolin je analizirao planete koje poznajemo i pretpostavio da ova ima atmosferu sa helijumom. Zatim je organizovao posmatranje i rezultat je bio jasan - rekao je šef Odeljenja za astronomiju na Harvardu i astronom Centra za astrofiziku Harvard–Smitsonijan Dejvid Šarbone.

Šarbone je priznao da je u početku bio skeptičan jer se Čerubimov plan zasnivao na matematičkom modelu, a ne na prethodnim posmatranjima. Dobijeni podaci su ga, međutim, ubedili.

Atmosfera se menja, ali nije nestala

Helijum je jasno otkriven tokom posmatranja 2024. godine, ali isti signal nije registrovan godinu dana kasnije. Naučnici smatraju da to ne znači da je atmosfera nestala, već da se brzina njenog odlaska u svemir menja u zavisnosti od aktivnosti zvezde, temperature gornjih slojeva i zvezdanog vetra.

Modeli pokazuju da je gornja atmosfera verovatno bogata helijumom, dok bi se u nižim slojevima mogli nalaziti znatno teži gasovi. Ranija istraživanja ukazivala su i na mogućnost da voda čini između devet i 19 odsto mase planete, ali novo otkriće ne potvrđuje da na površini postoji okean.

Niske temperature mogle bi da zadrže vodu u nižim slojevima atmosfere i spreče je da dospe visoko, gde bi je zračenje zvezde razložilo i odnelo u svemir. To je jedan od razloga zbog kojih naučnici smatraju da bi LHS 1140 b mogla da bude izuzetno važna za buduća istraživanja.

Sledeći zadatak biće utvrđivanje sastava dubljih delova atmosfere. Posmatranja svemirskim teleskopom Džejms Veb trebalo bi da pokažu da li u njoj postoje voda, ugljen-dioksid i drugi gasovi važni za procenu uslova na površini.

Za sada je potvrđena presudna činjenica: najmanje jedna stenovita planeta u nastanjivoj zoni druge zvezde uspela je da sačuva atmosferu. Potraga za svetom nalik Zemlji time je prešla granicu koju astronomi do sada nisu uspeli da probiju.

BONUS VIDEO