Астрономы обнаружили у LHS 1140 b, суперземли примерно в 48 световых годах от нас, признаки уходящего в космос гелия. Планета обращается в обитаемой зоне холодного красного карлика, поэтому сигнал стал одним из самых весомых свидетельств атмосферы у умеренно нагретого каменистого мира.
LHS 1140 b примерно в 1,7 раза крупнее Земли по радиусу и в 5,6 раза тяжелее. Полный оборот вокруг звезды занимает 24,7 дня, а планета получает около 43% энергии, которую Земля получает от Солнца. Расчётная равновесная температура составляет примерно 226 К, или около -47 °C, но реальная температура поверхности сильно зависит от атмосферы, облаков и распределения тепла между дневной и ночной сторонами.
Астрономы искали газ не напрямую, а по тому, как меняется свет звезды во время прохождения планеты перед её диском. При такой транзитной спектроскопии часть звёздного света проходит через внешние слои атмосферы, а разные атомы и молекулы поглощают определённые длины волн. В наблюдениях 2024 года инфракрасный спектрограф WINERED зарегистрировал поглощение около 1,083 мкм, где находится характерная группа линий возбуждённого гелия.
Глубина наиболее сильной части сигнала достигала примерно 1,24%. Поглощение появлялось не только во время самого прохождения планеты по диску звезды, но и незадолго до него, что авторы связали с протяжённым облаком газа вокруг LHS 1140 b. По модели такой слой простирается заметно выше видимого радиуса планеты и постепенно теряет вещество в космос.
Расчёты авторов предполагают, что верхняя атмосфера богата гелием и почти лишена водорода. Более лёгкий водород мог уходить быстрее на протяжении миллиардов лет, тогда как кислород, углерод, азот и другие более тяжёлые компоненты оставались в нижних слоях. Модель даёт скорость потери вещества порядка нескольких сотен миллионов граммов в секунду, а температура разреженного газа высоко над планетой может превышать 5000 К из-за воздействия рентгеновского и ультрафиолетового излучения звезды.
Такая картина согласуется с более ранними наблюдениями LHS 1140 b. Анализ данных телескопа Джеймс Уэбб не поддержал вариант с толстой водородной оболочкой и оставил одним из наиболее интересных сценариев богатый водой мир с более тяжёлой атмосферой. Другие расчёты допускают, что вода может составлять примерно 10-20% массы планеты. Конкретный состав воздуха у поверхности при этом не измерен, а азот, углекислый газ и водяной пар пока фигурируют прежде всего в моделях.
Главная проблема появилась при повторной проверке. Во время нового наблюдения WINERED в 2025 году прежнего гелиевого сигнала уже не оказалось. Авторы исходной работы объяснили расхождение возможной изменчивостью утечки газа: интенсивность нагрева верхней атмосферы способна меняться вместе с рентгеновским и ультрафиолетовым излучением звезды.
Позднее сомнений стало больше. Две отдельные группы заново изучили архивные прохождения LHS 1140 b, снятые телескопом Джеймс Уэбб с 2023 по 2026 год. В четырёх наблюдениях гелиевого поглощения обнаружить не удалось, а ещё один независимый анализ пришёл к тому же результату и указал, что часть первоначального сигнала потенциально могла возникнуть из-за изменчивости самой звезды или условий наземных наблюдений. Обе работы пока опубликованы как препринты и не отменяют исходный результат автоматически, поскольку ни одно наблюдение Джеймса Уэбба не проводилось одновременно с обнаружением 2024 года.
Даже если наличие атмосферы LHS 1140 b окончательно подтвердится, говорить об обнаружении жизни нельзя. Обитаемая зона лишь означает, что при подходящих атмосферных условиях на поверхности теоретически может существовать жидкая вода. Ни сам гелий, ни предполагаемый океан биологическими признаками не являются. Ценность LHS 1140 b в другом: сравнительно близкая планета позволяет проверить, способны ли небольшие миры возле красных карликов сохранять плотную газовую оболочку и воду в течение миллиардов лет.
В той же системе находится LHS 1140 c, меньшая планета, получающая значительно больше излучения от звезды. Исходные наблюдения не показали у неё аналогичного гелиевого сигнала. Новые высокоточные измерения LHS 1140 b теперь должны выяснить, действительно ли астрономы поймали короткий эпизод атмосферной утечки или приняли изменчивый сигнал звезды и приборов за газ далёкой планеты.
