LHS 1140 b

تم رصد الكوكب LHS 1140 b باستخدام كلٍ من طريقة السرعة الشعاعية (التي تقيس كتلة الجسم المرافق) وقياس الضوء العابر (الذي يحدد نصف القطر). ولهذا السبب، يُعد LHS 1140 b واحدًا من الكواكب الخارجية القليلة جدًا التي يُحتمل أن تكون صالحة للسكن والتي تم تحديد كتلتها ونصف قطرها، أما الكواكب الأخرى فهي جميعها تدور حول نظام TRAPPIST-1 . نصف قطر الكوكب محدد بدقة عند1.730 ± 0.025 R _🜨  ، أي ما يعادل حوالي 11000  كم. ^{[ 2 ]} نصف قطره مشابه لنصف قطر Kepler-62e .

أعادت دراسة حديثة أجريت عام 2023 تقييم كتلة ونصف قطر LHS 1140 b، ووجدت أن كتلتها تبلغ5.60 ± 0.19 م _🜨  ونصف قطر1.730 ± 0.025 R _🜨  ، وهو أقل كتلة وأكبر من التقديرات السابقة. وهذا يجعل LHS 1140 b عالمًا محيطيًا أو نبتونًا مصغرًا كثيفًا بدلًا من كوكب أرضي . ^{[ 2 ]}

تستغرق مدارات الكوكب LHS 1140 b مدة 24.737 يومًا، أي أسرع بكثير من السنة الأرضية التي تبلغ 365 يومًا. يبلغ نصف قطر مداره 0.0946 وحدة فلكية ، أي ما يعادل 9.46% من المسافة بين الأرض والشمس. ورغم قرب هذه المسافة، فإن النجم LHS 1140 خافت جدًا لدرجة أن الكوكب لا يتلقى سوى 0.43 ضعف كمية الإشعاع الساقط على الأرض عند هذه المسافة. ^{[ 2 ]} بافتراض أن معامل الانعكاس يساوي صفرًا، فإن درجة حرارة التوازن للكوكب LHS 1140 b تبلغ 230 كلفن (-43 درجة مئوية؛ -46 درجة فهرنهايت) ، مقارنةً بدرجة حرارة الأرض البالغة 255 كلفن (-18 درجة مئوية؛ -1 درجة فهرنهايت) . إذا كان للكوكب LHS 1140 b بياض مشابه لبياض الأرض، فستكون درجة حرارته عند التوازن أقل، عند 201 كلفن (-72 درجة مئوية؛ -98 درجة فهرنهايت) . مع ذلك، في حال كان تأثير الاحتباس الحراري للكوكب LHS 1140 b على الأقل بقوة تأثير الأرض، فستكون درجة حرارة سطحه أعلى من 266 كلفن (-7 درجات مئوية؛ 19 درجة فهرنهايت) عند بياض يساوي صفرًا. نظرًا لكتلة الكوكب الكبيرة، فمن المرجح أن يكون له غلاف جوي أكثر كثافة مع تأثير احتباس حراري أقوى. وكما هو الحال مع العديد من الكواكب التي يُحتمل أن تكون صالحة للسكن حول الأقزام الحمراء، فإن مدار LHS 1140 b دائري إلى حد كبير: إذ تم قياس انحرافه المركزي بأقل من 0.29 بمستوى ثقة 90%. لا يمكن تفسير استدارة المدار بظاهرة المد والجزر النجمية، وبالتالي يُرجح أن تكون استدارة المدار طبيعية منذ نشأته. ^{[ 1 ]}            

في البداية، كان يُعتقد أن الكوكب يتمتع بكثافة عالية للغاية حولتبلغ كثافته 12.5  غ/سم³ ^، وهي من أعلى الكثافات التي رُصدت على الإطلاق لكوكب صخري، وتزيد عن ضعف كثافة الأرض، ويشكل لبّه المصنوع من الحديد والنيكل ما يصل إلى 75% من كتلة الكوكب الإجمالية. ^{[ 1 ]} وقد عدّلت دراسات لاحقة في عامي 2018 و2020 نصف قطر الكوكب بالزيادة، مما منحه كثافة تبلغ 12.5 غ/سم³.7.82 +0.98 −0.88  غ/سم³ ^، وهو ما يتوافق مع التركيب الصخري، ونسبة كتلة اللب المنخفضة التي تبلغ 49 ± 7 %. ^{[ 6 ]} وللمقارنة، يشكل لب الأرض حوالي 32.5% من كتلتها. وتشير دراسة عام 2020 أيضًا إلى أن حوالي 4% من كتلة الكوكب تتكون من الماء، مما يوحي بأنه قد يكون عالمًا محيطيًا يُقدر متوسط ​​عمق محيطه بـ779 ± 650  كم . ^{[ 6 ]}

أظهرت دراسة أجريت عام 2023 لقياس كتلة الكوكب ونصف قطره بدقة أكبر، كتلة أقل تبلغ حوالي 5.6  أضعاف كتلة الأرض، وكثافة أقل تبعًا لذلك، وهو ما لا يتوافق مع كونه كوكبًا صخريًا نظرًا لحجمه. من المرجح أن يكون LHS 1140 b عالمًا محيطيًا بنسبة كتلة مائية أكبر تتراوح بين 9 و19%، أو كوكبًا كثيفًا مصغرًا يشبه نبتون . ^{[ 2 ]} تستبعد ملاحظات تلسكوب جيمس ويب الفضائي وجود غلاف جوي غني بالهيدروجين، مما يدعم فرضية العالم المحيطي. ^{[ 7 ]}

رُصدت احتمالية وجود بخار ماء في الغلاف الجوي للكوكب LHS 1140 b في أواخر عام 2020 بواسطة تلسكوب هابل الفضائي ، وإن كان ذلك بنسبة إشارة إلى ضوضاء منخفضة. ^{[ 3 ]} ونفت رصدات تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) المنشورة في عام 2024 وجود غلاف جوي غني بالهيدروجين ، ودعمت وجود غلاف جوي ذي وزن جزيئي متوسط ​​مرتفع ، ربما يتكون من النيتروجين وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون . ^{[ 7 ]} وفي يوليو 2024، رصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي مؤشرات أولية لوجود النيتروجين في الغلاف الجوي، مما يشير إلى أن سطح الكوكب قد يكون في معظمه جليدًا ومغطى جزئيًا بالماء السائل، الذي يشبه مقلة العين . وإذا أمكن التحقق من هذا الرصد، فسيكون أول دليل على وجود غلاف جوي ثانوي حول كوكب خارجي يحتمل أن يكون صالحًا للسكن. ^{[ 8 ]}

في يوليو/تموز 2026، أفاد علماء الفلك برصد تسرب الهيليوم من الغلاف الجوي العلوي للكوكب الخارجي، وذلك استنادًا إلى مطيافية العبور باستخدام تلسكوب ماجلان كلاي في مرصد لاس كامباناس . وخلال رصد استمر 6.5 ساعات في سبتمبر/أيلول 2024، رصد الفريق عبور كل من الكوكبين LHS 1140 b وLHS 1140 c، حيث قاسوا امتصاصًا زائدًا يتوافق مع وجود الهيليوم أثناء عبور LHS 1140 b، والذي فُسِّر على أنه تدفق هيدروديناميكي للغلاف الجوي ناتج عن تسخين النجم بالأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية القصوى. ووُصفت هذه النتيجة بأنها أول دليل على وجود غلاف جوي محتفظ به على كوكب صخري خارجي يقع ضمن المنطقة الصالحة للسكن حول نجمه. وفي عام 2025، لم يُظهر رصدٌ أي امتصاص للهيليوم، مما يشير إلى أن تسرب الغلاف الجوي متغير مع الزمن؛ وقد أشارت النماذج إلى أن عدم الرصد هذا يتوافق مع انخفاض النشاط النجمي وليس نتيجة مناقضة. أشارت النتائج إلى وجود غلاف جوي علوي يهيمن عليه الهيليوم ويفتقر إلى الهيدروجين، مع احتمال وجود مواد متطايرة أثقل، مثل الماء، محصورة في طبقات الجو السفلى بفعل البرودة. لم يُرصد أي امتصاص للهيليوم في الكوكب المجاور LHS 1140 c، وهو ما يتوافق مع موقعه على الجانب المقابل لما يُسمى بـ" الخط الساحلي الكوني " الذي يفصل الكواكب التي تحتفظ بأغلفة جوية عن تلك التي تفقدها. ^{[ 9 ] [ 10 ]}