天文學家透過探測周圍的大氣層來尋找外星生命已經達到了一個轉折點。位於另一顆恆星宜居帶的一顆類地岩石行星。
這項發現是迄今為止最明確的證據，表明太陽系外可能存在具有與地球相似的溫度和岩石成分的行星。同時維持可以支持生物生存的條件。
「正如我們所知，大氣對於行星維持生命至關重要，」最近獲得博士學位的主要作者科林·切魯賓 (Collin Cherubim) 說。哈佛大學地球與行星科學博士。
“這是第一次有人在另一顆恆星宜居帶的岩石行星上發現大氣層。”
氦氣揭示了系外行星的大氣層
該研究於 7 月 16 日發表在 科學描述了 LHS 1140 b 中氦氣逸出的觀測，LHS 1140 b 是一顆距離地球約 48 光年的岩石系外行星。該訊號支持了先前關於該行星有大氣層的理論預測。
LHS 1140b 在宜居帶內繞紅矮星運行。這是恆星周圍溫度和其他環境條件都很高的區域。這可能會導致液態水留在行星表面。
科學家已經發現了數千顆系外行星。宜居帶中有許多岩石世界，但確認它們是否有大氣層是系外行星研究中最困難的挑戰之一。
「二十年前，我們想知道地球上是否還存在其他類型的行星，」哈佛大學戈登·麥凱環境科學與工程教授、地球與行星科學教授、基路賓的論文導師之一羅賓·華茲華斯（Robin Wordsworth）說。 “然後我們了解到它們很常見。並在宜居帶發現了它們。下一個問題是它們是否能夠維持大氣層。現在我們知道至少有一個。”
保留了大氣層的岩石世界
先前的研究已經發現岩石行星在其恆星的宜居帶內運作。然而，這項研究首次清楚地表明其中一個世界的大氣層可以持續數十億年。
Cherubim 和他的同事開發了一個理論模型，預測 LHS 1140 b 的高層大氣將逐漸富含氦氣。逃往太空
研究人員使用智利麥哲倫天文台的階梯狀暖紅外光譜儀（WINERED）測試了這些預測。他們的觀測利用了 LHS 1140b 和另一顆行星在同一個晚上從它們的恆星前面經過的不尋常事件。
第二顆行星沒有顯示出大氣層的跡象。然而，LHS 1140b 顯示出氦氣從行星逸出的明顯跡象。這證明仍有大氣層存在。
望遠鏡數據證實了預測。
基路伯的聯合顧問、哈佛天文學系主任、哈佛和史密森天體物理中心的天文學家戴維·查博諾 (David Charbonneau) 最初懷疑該計劃是否會成功。預測來自數學模型。而這種類型的訊號以前從未在岩石世界中觀測到過。
結果改變了他的想法。
「科林分析了這顆已知的行星，並預測它會有氦大氣層，」夏博諾說。 “然後他對望遠鏡進行了計時，獲得了數據，從統計上來看，探測結果非常強。”
這項發現顯示天文學家或許能夠從地面研究岩石系外行星的大氣層。透過尋找逸入太空的氣體
人生追尋的一個充滿希望的目標。
天文學家估計 LHS 1140 b 的大氣層已經存在了超過 30 億年。如此長的壽命使這顆行星成為進一步觀測的非常有希望的目標。
切魯布希望能確定大氣的完整化學成分。並最終確定該行星是否具有海洋表面或其他特徵。這和宜居性有關係嗎？他和他的同事計劃使用該模型來尋找具有額外大氣層的岩石世界。
「這是一次模型檢查。我希望這只是許多其他觀察中的第一個。還有更多的觀察結果，」他說。
