宜居带系外行星LHS 1140b可能是雪球或水世界

LHS 1140 是一颗低温低质量恒星，位于鲸鱼座，距离我们约 39 光年。

这颗恒星也被称为格利泽 3053、GJ 3053 或 2MASS J00445930-1516166，其大小约为太阳的五分之一，年龄约为 50 亿年。

LHS 1140已知拥有三颗系外行星：LHS 1140b、LHS 1140c 和 LHS 1140d。

今年早些时候，天文学家报告了LHS 1140b的质量和半径的新估计值，其精度极高，与著名的 TRAPPIST-1 行星相当：其大小是地球的 1.7 倍，质量是地球的 5.6 倍。

关于 LHS 1140b 的一个关键问题是，它是否是一颗迷你海王星类型的系外行星还是一颗超级地球。

后一种情景包括存在一个所谓的Hycean 世界的可能性，这个世界有一个全球性的液态海洋，被富含氢的大气层包裹，会显示出独特的大气信号，可以用韦伯望远镜进行观测。

对韦伯新观测结果的分析强烈排除了迷你海王星的情景，有诱人的证据表明系外行星 LHS 1140b 是一颗超级地球，甚至可能拥有富氮大气层。

如果这一结果得到证实，LHS 1140b 将成为第一颗显示出次级大气层证据的温带行星，该大气层是在行星最初形成后形成的。

根据所有累积数据的估计表明，LHS 1140b 的密度低于具有类似地球成分的岩石行星的预期密度，这表明其 10% 到 20% 的质量可能是由水组成的。

这一发现表明 LHS 1140b 是一个引人注目的水世界，可能类似于雪球或冰行星，在亚恒星点处可能有液态海洋，由于行星预期的同步旋转，行星表面的亚恒星区域将始终面向系统的主恒星。

蒙特利尔大学博士生查尔斯·卡迪厄 (Charles Cadieux) 表示：“在目前已知的所有温带系外行星中，LHS 1140b 很可能是我们未来某一天间接证实太阳系外外星世界表面存在液态水的最佳选择。”

“这将成为寻找潜在宜居系外行星的一个重要里程碑。”

虽然这还只是初步结果，但 LHS 1140b 上存在富氮大气表明该行星保留了大量大气，创造了可能支持液态水存在的条件。这一发现支持水世界/雪球情景是最合理的。

目前的模型表明，如果 LHS 1140b 拥有类似地球的大气层，它将是一颗雪球行星，拥有一个直径约 4,000 公里的巨大靶心海洋，相当于大西洋表面面积的一半。

这颗外星海洋中心的表面温度甚至可​​能达到舒适的 20 摄氏度。

LHS 1140b 的潜在大气层和有利于液态水的条件使其成为未来宜居性研究的绝佳候选者。

天文学家说：“考虑到这颗行星位于其恒星的宜居带，以及它很可能拥有能够保留热量并维持稳定气候的大气层，它为研究可能支持生命的世界提供了一个独特的机会。”

该团队的论文将发表在《天体物理学杂志快报》上。