Bewoonbare zone Exoplaneet LHS 1140b is waarschijnlijk Sneeuwbal- of Waterwereld
LHS 1140b is de op een na dichtstbijzijnde gematigde exoplaneet tot de Aarde, met een temperatuur die laag genoeg is om vloeibaar oppervlaktewater te ondersteunen.
LHS 1140 is een koele ster met een lage massa op ongeveer 39 lichtjaar afstand van de Aarde in de richting van het sterrenbeeld Cetus – Walvis.
De ster, ook bekend als Gliese 3053, is ongeveer 1/5de van de grootte van de Zon en ongeveer 5 miljard jaar oud.
Het is bekend dat LHS 1140 drie exoplaneten heeft, LHS 1140b, LHS 1140c en LHS 1140d.
Eerder dit jaar rapporteerden astronomen nieuwe schattingen van de massa en straal van LHS 1140b met een ongekende nauwkeurigheid, vergelijkbaar met die van de bekende TRAPPIST-1-planeten: 1,7 keer zo groot als de Aarde en 5,6 keer de massa van de Aarde.
Een van de kritische vragen over LHS 1140b was of het een exoplaneet van het mini-Neptunus-type is of een superaarde.
Het laatste scenario omvatte de mogelijkheid van een zogenaamde Hyceaanse wereld met een mondiale vloeibare oceaan omgeven door een waterstofrijke atmosfeer die een duidelijk atmosferisch signaal zou vertonen dat kon worden waargenomen met behulp van de Webb Space Telescope.
Een analyse van de nieuwe Webb-waarnemingen sloot het mini-Neptunus-scenario sterk uit, met verleidelijk bewijs dat suggereert dat exoplaneet LHS 1140b een superaarde is die mogelijk zelfs een stikstofrijke atmosfeer heeft.
Als dit resultaat wordt bevestigd dan zou LHS 1140b de eerste gematigde planeet zijn die tekenen vertoont van een secundaire atmosfeer, gevormd na de initiële vorming van de planeet.
Schattingen op basis van alle verzamelde gegevens laten zien dat LHS 1140b minder dicht is dan verwacht voor een rotsachtige planeet met een aardachtige samenstelling, wat erop wijst dat 10 tot 10% van zijn massa uit water kan bestaan.
Deze ontdekking wijst erop dat LHS 1140b een fascinerende waterwereld is die waarschijnlijk lijkt op een sneeuwbal- of ijsplaneet met een potentiële vloeibare oceaan op het substellaire punt, het gebied van het planeetoppervlak dat altijd naar de gastster van het systeem zou zijn gericht vanwege de verwachte synchrone rotatie van de planeet.
Volgens de onderzoekers zou LHS 1140b van alle momenteel bekende gematigde exoplaneten wel eens de beste gok kunnen zijn om op een dag indirect vloeibaar water te bevestigen op het oppervlak van een buitenaardse wereld buiten ons zonnestelsel.
Dit zou een belangrijke mijlpaal zijn in de zoektocht naar potentieel bewoonbare exoplaneten.
Hoewel het nog steeds slechts een voorlopig resultaat is, zou de aanwezigheid van een stikstofrijke atmosfeer op LHS 1140b erop kunnen wijzen dat de planeet een substantiële atmosfeer heeft behouden, waardoor omstandigheden zijn ontstaan die vloeibaar water mogelijk ondersteunen. Deze ontdekking geeft de voorkeur aan het waterwereld-/sneeuwbalscenario als het meest plausibele.
Huidige modellen geven aan dat als LHS 1140b een aardachtige atmosfeer heeft, het een sneeuwbalplaneet zou zijn met een enorme oceaan in de roos met een diameter van ongeveer 4000 kilometer, wat overeenkomt met de helft van de oppervlakte van de Atlantische Oceaan.
De oppervlaktetemperatuur in het centrum van deze buitenaardse oceaan zou zelfs een comfortabele 20 graden Celsius kunnen bedragen.
De potentiële atmosfeer en de gunstige omstandigheden voor vloeibaar water op LHS 1140b maken het tot een uitzonderlijke kandidaat voor toekomstige bewoonbaarheidsstudies.
Volgens de onderzoekers bidet deze planeet een unieke kans om een wereld te bestuderen die leven zou kunnen ondersteunen, gezien zijn positie in de bewoonbare zone van zijn ster en de waarschijnlijkheid dat hij een atmosfeer heeft die warmte kan vasthouden en een stabiel klimaat kan ondersteunen.
Het onderzoek van het team wordt in de Astrophysical Journal Letters gepubliceerd.
Artikel: Charles Cadieux et al. 2024. Transmission Spectroscopy of the Habitable Zone Exoplanet LHS 1140b with JWST/NIRISS. ApJL, in press; arXiv: 2406.15136
Eerste publicatie: 10 juli 2024
Bron: sci-news
