Ontdekking van een ijskoude exoplaneet met een vloeibare oceaan (en mogelijk een atmosfeer) in de bewoonbare zone

De James Webb-ruimtetelescoop doet ontdekkingen sinds de lancering in 2021. Afgelopen mei brak hij een afstandsrecord door een zeer ver sterrenstelsel te ontdekken. Het onthulde ook honderden planeten die rondzwerven in de Orionnevel. Meer recentelijk heeft het een nieuwe prestatie geleverd door een team van planetaire wetenschappers van het National Center for Scientific Research – in samenwerking met astronomen van de Universiteit van Montreal – toe te staan ​​het bestaan ​​van een ijzige exoplaneet vast te stellen die waarschijnlijk een atmosfeer heeft die vergelijkbaar is met die van de aarde.

” Dit is de eerste keer dat we een vleugje atmosfeer hebben waargenomen op een rotsachtige of ijsrijke exoplaneet in een bewoonbare zone. “, aangekondigd stelling Ryan McDonald, een onderzoeker aan de Universiteit van Michigan en NASA. Deze exoplaneet, LHS 1140 b genaamd, werd in 2017 ontdekt. ​​Hij bevindt zich ongeveer 48 lichtjaar van de aarde, in het sterrenbeeld Vissen (Cetus), en draait rond een rode dwergster met een lage massa die ongeveer een vijfde zo groot is als de zon en 1,7 keer zo groot als de zon. Grootte van het land. Sinds zijn ontdekking wordt het nauwlettend in de gaten gehouden door de ruimtetelescopen Hubble, Spitzer en TESS.

Teams van het Centre National de la Recherche Scientifique en de Universiteit van Montreal hebben al samengewerkt aan deze waarnemingen, waardoor ze later de massa en diameter van LHS 1140 b nauwkeurig konden meten. Zo ontdekten ze dat de planeet een lage dichtheid heeft, wat wijst op de aanwezigheid van een dikke atmosfeer van waterstof en helium. Om deze reden dachten wetenschappers aanvankelijk dat het een kleine Neptunus was.

In december 2023 onthulde de James Webb-ruimtetelescoop, met behulp van zijn Near-Infrared Imager and Slit Spectrometer (NIRISS)-instrument, echter dat exoplaneet LHS 1140 in feite zijn waterstof- en heliumatmosfeer had verloren. Door recente gegevens van de James Webb-ruimtetelescoop te analyseren, hebben onderzoekers een jong Neptunus-scenario uitgesloten. Bewijsmateriaal verzameld door het team suggereert dat de exoplaneet een rotsachtige of ijzige ‘superaarde’ is. Het zou ook rijk zijn aan water, waardoor het een ideale kandidaat is voor de zoektocht naar buitenaards leven.

De waarnemingen van MacDonald en zijn team suggereren ook dat de planeet mogelijk in de bewoonbare zone rond zijn ster draait. Dit geeft aan dat LHS 1140 b voldoende straling ontvangt om water in vloeibare toestand te laten bestaan. ”
LHS 1140 b is een van de beste kleine exoplaneten in de bewoonbare zone, die de dikste atmosfeer kan herbergen die we kennen, en misschien hebben we zojuist sporen van lucht op deze wereld gevonden MacDonald voegde eraan toe.

Mogelijke aanwezigheid van stikstof en oceaan

” Van alle momenteel bekende gematigde exoplaneten is LHS 1140 b misschien wel de beste kans die we hebben om op een dag indirect de aanwezigheid van vloeibaar water op het oppervlak van een buitenaardse wereld buiten ons zonnestelsel te bevestigen. “, kondigde Charles Cadieux aan, een doctoraalstudent aan de Universiteit van Montreal. Door een onafhankelijke en gelijktijdige analyse uit te voeren met behulp van een ander instrument van de James Webb Space Telescope, NIRSpec (een instrument dat op andere golflengten werkt dan NIRISS), ontdekten wetenschappers dat de lage dichtheid van de planeet te wijten is aan de aanwezigheid van veel meer water dan NIRISS Aarde, dan schatten ze dat tussen de 10 en 20% van de massa uit water bestaat. Deze ontdekking geeft ook aan dat LHS 1140 b als een “sneeuwbal” is. of ijzige planeet, met een oceaan van vloeibaar water.

Een andere, meer diepgaande analyse suggereert dat de atmosfeer van de exoplaneet zeer rijk is aan stikstof. Volgens het team zou het oceaanoppervlak dus een diameter van ongeveer 4.000 kilometer kunnen hebben, met een oppervlaktetemperatuur in het midden van de oceaan van ongeveer 20 graden Celsius. ” Hoewel we meer waarnemingen van de James Webb Space Telescope nodig hebben om de stikstofrijke atmosfeer te bevestigen en naar andere gassen te zoeken, is dit een veelbelovend begin. », besluit MacDonald.

bron : Astrofysische dagboekbrieven