LHS 1140 b es un exoplaneta que orbita dentro de la zona habitable conservadora de la enana roja LHS 1140 . Descubierto en 2017 por el Proyecto MEarth , [1] LHS 1140 b tiene aproximadamente 5,6 veces la masa de la Tierra y aproximadamente un 70% más grande en radio, lo que lo coloca dentro de la categoría de planetas súper-Tierra . Inicialmente se pensó que era un planeta rocoso denso, pero mediciones refinadas de su masa y radio han encontrado una densidad más baja, lo que indica que es probable que sea un mundo oceánico con entre un 9% y un 19% de su masa compuesta de agua. LHS 1140 b orbita completamente dentro de la zona habitable de la estrella y recibe el 43% del flujo incidente de la Tierra. [2] El planeta está a 49 años luz de distancia y transita por su estrella, lo que lo convierte en un excelente candidato para estudios atmosféricos con telescopios terrestres y/o espaciales. [1]
LHS 1140 b orbita una pequeña enana roja , LHS 1140. Tiene el 18,4% de la masa y el 21,6% del radio del Sol con un tipo espectral de M4,5V. La temperatura de LHS 1140 es 3.096 K (2.823 °C ; 5.113 °F ) y tiene una luminosidad de 0,0038 veces la del Sol. Tiene al menos 5 mil millones de años. [2] A modo de comparación, el Sol tiene 1 masa y radio solar, tiene una temperatura de 5778 K con 1 luminosidad solar, tiene 4.500 millones de años y tiene el tipo espectral de G2V. Además, LHS 1140 es una estrella muy inactiva, y el equipo de descubrimiento de su planeta no ha encontrado eventos de llamaradas importantes. A diferencia de la mayoría de las estrellas de su tamaño, LHS 1140 tiene poca actividad y gira cada 130 días. [1]
LHS 1140 b ha sido detectado utilizando tanto el método de velocidad radial (que mide la masa de un objeto compañero) como la fotometría de tránsito (que determina el radio). Debido a esto, LHS 1140 b es uno de los pocos exoplanetas potencialmente habitables con una masa y un radio determinados, siendo todos los demás aquellos alrededor de TRAPPIST-1 . El radio del planeta está bien restringido en1.730 ± 0,025 R 🜨 , equivalente a unos 11.000 km. [2] Su radio es similar al de Kepler-62e .
Un estudio reciente de 2023 reevalúa la masa y el radio de LHS 1140 b, encontrando una masa de5,60 ± 0,19 M 🜨 y un radio de1.730 ± 0.025 R 🜨 , menos masivo y más grande que las estimaciones anteriores. Esto convertiría a LHS 1140 b en un mundo oceánico o un mini-Neptuno denso en lugar de un planeta terrestre . [2]
La órbita de LHS 1140 b tarda 24,737 días en completarse, mucho más rápido que el año terrestre de 365 días. Su radio orbital es de 0,0946 AU , o el 9,46% de la distancia entre la Tierra y el Sol. Aunque está bastante cerca, la estrella LHS 1140 es tan tenue que el planeta sólo recibe 0,43 veces el flujo incidente de la Tierra a esta distancia. [2] Suponiendo un albedo de 0, LHS 1140 b tiene una temperatura de equilibrio de 230 K (-43 °C; -46 °F), en comparación con la de la Tierra a 255 K (-18 °C; -1 °F). Si LHS 1140 b tiene un albedo similar al de la Tierra, la temperatura de equilibrio sería aún menor, 201 K (-72 °C; -98 °F). Sin embargo, con un efecto invernadero al menos tan fuerte como el LHS 1140 b de la Tierra, tendría una temperatura superficial superior a 266 K (-7 °C; 19 °F) para un albedo de 0. Debido a la gran masa del planeta, Probablemente tenga una atmósfera más espesa con un efecto invernadero más potente. Como muchos planetas potencialmente habitables alrededor de enanas rojas, la órbita de LHS 1140 b es bastante circular: se mide que la excentricidad es inferior al 0,29 con un 90% de confianza. La circularización de la órbita no puede explicarse por las mareas estelares y, por tanto, es probable que la circularidad de la órbita sea natal. [1]
Inicialmente se creía que el planeta tenía una densidad extremadamente alta alrededor12,5 g/cm 3 , una de las más altas jamás observadas para un planeta rocoso y más del doble de la densidad de la Tierra, con un núcleo de hierro y níquel que ocupa hasta el 75% de la masa total del planeta. [1] Estudios posteriores en 2018 y 2020 revisaron el radio del planeta hacia arriba, dándole una densidad de7,82+0,98
−0,88 g/cm 3 , todavía consistente con una composición rocosa y una fracción de masa central más baja de 49 ± 7%. [4] A modo de comparación, el núcleo de la Tierra comprende aproximadamente el 32,5% de su masa. El estudio de 2020 también sugiere que alrededor del 4% de la masa del planeta está compuesta de agua, lo que sugiere que podría ser un mundo oceánico que se estima tiene una profundidad oceánica promedio de779 ± 650 kilómetros . [4]
Un estudio de 2023 que midió la masa y el radio del planeta con mayor precisión encontró una masa menor, aproximadamente 5,6 veces la de la Tierra, y una densidad correspondientemente menor, lo que ya no es consistente con un planeta rocoso dado su tamaño. LHS 1140 b es probablemente un mundo oceánico con una fracción de masa de agua aún mayor, del 9 al 19 %, o un mini-Neptuno denso . [2] Las observaciones del JWST descartan una atmósfera rica en hidrógeno, lo que respalda el escenario del mundo oceánico. [5]
A finales de 2020 se realizó una posible detección de vapor de agua en la atmósfera de LHS 1140 b con el Telescopio Espacial Hubble , aunque con una baja relación señal-ruido. [3] Las observaciones realizadas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST) publicadas en 2024 descartan una atmósfera rica en hidrógeno y apoyan una atmósfera de alto peso molecular medio, posiblemente compuesta de nitrógeno , vapor de agua y dióxido de carbono . [5] En julio de 2024, el JWST detectó indicios tentativos de nitrógeno atmosférico, lo que sugiere que la superficie del planeta podría estar compuesta mayoritariamente de hielo y parcialmente cubierta de agua líquida, que se asemeja a un globo ocular . Si se pudiera verificar esta detección, sería la primera evidencia de una atmósfera secundaria alrededor de un exoplaneta potencialmente habitable. [6]
LHS 1140 b orbita cerca del borde exterior de la zona habitable, una región alrededor de una estrella donde las temperaturas son las adecuadas para que el agua líquida se acumule en la superficie de los planetas en órbita, siempre que haya suficiente presión atmosférica. [7] La temperatura de equilibrio de LHS 1140 b es bastante baja, 230 K (-43 °C; -46 °F), tan fría como las regiones polares de la Tierra. Sin embargo, esta es la temperatura calculada excluyendo el impacto de una atmósfera espesa. Con un efecto invernadero similar al de la Tierra, la temperatura de la superficie es de aproximadamente 266 K (-7 °C; 19 °F), pero como el planeta es tan masivo, el efecto invernadero puede ser incluso mayor. Con el doble del efecto invernadero de la Tierra, LHS 1140 b tendría una temperatura superficial confortable de 296 K (23 °C; 73 °F). Además, la estrella anfitriona está tan inactiva que la erosión atmosférica no será muy alta, lo que sugiere que el planeta debería poder retener su atmósfera durante largos períodos de tiempo. [1] Si no hay atmósfera presente, es probable que LHS 1140 b esté cubierto por una fina capa de hielo. [8] En este caso, podría recibir suficiente calentamiento radiogénico y calentamiento de marea para que cantidades significativas de agua líquida sean transportadas a través de la capa de hielo hasta su superficie a través de la ventilación criovolcánica de géiseres ricos en agua . [8]