Az exobolygók kutatásában régóta nyitott kérdés, hogy a Földhöz hasonló kőzetbolygók képesek-e milliárd éveken át megőrizni a légkörüket. Enélkül a felszíni folyékony víz fennmaradása is bizonytalanná válik, ami alapvetően meghatározza egy bolygó lakhatóságát. Most először sikerült olyan megfigyelést végezni, amely arra utal, hogy egy másik csillag lakható zónájában keringő kőzetbolygó valóban rendelkezik légkörrel.
A vizsgált égitest az LHS 1140 b, amely körülbelül 49 fényévre található a Földtől, egy viszonylag nyugodt vörös törpecsillag körül. Tömege a Földének mintegy 5,6-szorosa, sugara pedig 1,7-szerese, ezért a szuperföldek közé sorolják.
A chilei Magellan Clay teleszkóp WINERED spektrográfjával a kutatók héliumot észleltek, amely a bolygó felső légköréből szökik a világűrbe. Ez önmagában még nem árulja el, milyen levegő veszi körül a bolygót, de fontos fizikai következménye van.
A hélium rendkívül könnyű elem. Ha egy bolygó már elveszítette a légkörét, a hélium is gyorsan eltűnik. A most mért jel alapján viszont folyamatos utánpótlás érkezik a mélyebb rétegekből, vagyis a bolygó nagy valószínűséggel egy összetettebb, vastagabb légkörrel rendelkezik. A kutatók szerint ezt főként nitrogén, szén-dioxid, vízgőz vagy szén-monoxid alkothatja, míg a hélium csupán a legkülső rétegekben jelenik meg.
Ez a megfigyelés azért különösen érdekes, mert a vörös törpecsillagok fiatal korukban erős ultraibolya-sugárzást és intenzív csillagszelet bocsátanak ki. A modellek alapján ez könnyen lefújhatja a közeli bolygók légkörét. Az LHS 1140 b esetében azonban úgy tűnik, hogy a bolygó gravitációja elegendő volt ahhoz, hogy hosszú időn át megőrizze gázburkát.
A mérések egy másik meglepetést is tartogattak. A hélium jele 2024-ben egyértelműen látható volt, egy évvel később viszont eltűnt. A kutatók szerint ez nem azt jelenti, hogy maga a légkör is megszűnt. Valószínűbb, hogy a csillag aktivitása, illetve a felső légkör változásai időről időre módosítják a kiáramló hélium mennyiségét. Ez arra utal, hogy ezek a légkörök folyamatosan változó rendszerek.
Ugyanebben a bolygórendszerben kering az LHS 1140 c is, ám ott nem sikerült hasonló jelet kimutatni. Ez azt sugallja, hogy még ugyanazon csillag környezetében sem egyformák a bolygók esélyei a légkörük megőrzésére. A bolygó tömege, mérete és a csillagtól mért távolsága egyaránt meghatározó szerepet játszhat.
A kutatók hangsúlyozzák, hogy a mostani eredmény nem jelent életre utaló bizonyítékot. Oxigént, metánt vagy más bioszignatúrát nem sikerült azonosítani. Az LHS 1140 b valószínűleg árapály-kötött is, vagyis mindig ugyanazt az oldalát fordítja csillaga felé. A korábbi James Webb-észlelések ugyanakkor arra utalnak, hogy a bolygó akár jelentős mennyiségű vízzel borított világ is lehet, ahol a légkör mérsékelheti a nappali és az éjszakai oldal közötti szélsőséges hőmérséklet-különbségeket.
A következő évek megfigyeléseinek célja már nem az lesz, hogy kiderüljön, van-e légköre az LHS 1140 b-nek, hanem az, hogy pontosan miből áll. Ha sikerül vízgőzt, szén-dioxidot vagy más molekulákat is azonosítani, az LHS 1140 b a Naprendszeren kívüli lakható világok kutatásának egyik legfontosabb célpontjává léphet elő.
