I en utveckling som kommer att överraska den som sett en sci-fi-film något milt, har astronomer upptäckt en atmosfär runt en stenig, jordliknande planet i en annan stjärnas beboeliga zon. Upptäckten, publicerad den 16 juli i Science, ger de starkaste bevisen hittills för att planeter med i stort sett jordlika temperaturer och steniga sammansättningar kan existera bortom vårt solsystem – och, du vet, potentiellt stödja liv.

"En atmosfär är avgörande för att en planet ska kunna stödja liv som vi känner det," sade huvudförfattaren Collin Cherubim, som nyligen doktorerade i geovetenskap och planetvetenskap från Harvard University. "Det här är första gången någon har hittat en atmosfär på en stenig planet i en annan stjärnas beboeliga zon."

Planeten i fråga är LHS 1140 b, en stenig exoplanet belägen cirka 48 ljusår från jorden. Den kretsar kring en röd dvärgstjärna inom dess beboeliga zon – den där Guldlock-regionen där temperaturer kan tillåta flytande vatten att finnas på ytan. Upptäckten kom via observationer av helium som flyr från planeten, fångade med Warm Infrared Echelle (WINERED) spektrografen vid Magellanobservatoriet i Chile.

Forskare har identifierat tusentals exoplaneter, inklusive flera steniga världar i beboeliga zoner, men att bekräfta om dessa planeter har atmosfärer har varit en av de mest irriterande utmaningarna inom exoplanetforskning. "För tjugo år sedan undrade vi om andra jordlika planeter ens existerade," sade Robin Wordsworth, Gordon McKay-professor i miljövetenskap och teknik vid Harvard och en av Cherubims handledare. "Sedan lärde vi oss att de är vanliga, och hittade några i den beboeliga zonen. Nästa fråga var om någon av dem lyckats behålla en atmosfär. Nu vet vi att åtminstone en har det."

Cherubim och hans kollegor utvecklade en teoretisk modell som förutspådde att den övre atmosfären hos LHS 1140 b skulle innehålla stora mängder helium som långsamt läcker ut i rymden. De testade den förutsägelsen under en ovanlig händelse där LHS 1140 b och en annan planet korsade framför sin stjärna samma natt. Den andra planeten visade inga tecken på atmosfär. LHS 1140 b gav däremot en tydlig signal av helium som flyr – bevis på att den fortfarande har en atmosfär.

Cherubims gemensamma handledare David Charbonneau, chef för Harvards astronomiavdelning, tvivlade först på om planen skulle lyckas. "Collin analyserade planeterna vi kände till och förutspådde att den här skulle ha en heliumatmosfär," sade Charbonneau. "Sedan ordnade han teleskoptid, fick datan, och upptäckten var statistiskt bergfast."

Upptäckten tyder på att astronomer kan studera atmosfärerna hos steniga exoplaneter från marken genom att leta efter gaser som läcker ut i rymden. Astronomer uppskattar att atmosfären hos LHS 1140 b har överlevt i mer än tre miljarder år, vilket gör den till ett särskilt lovande mål för ytterligare observationer. Cherubim hoppas kunna identifiera atmosfärens fullständiga kemiska sammansättning och så småningom avgöra om planeten har ytliga hav eller andra beboelighetsdrag. Han och hans kollegor planerar också att använda modellen för att söka efter ytterligare steniga världar med atmosfärer. "Det här har varit en modellvalidering, och förhoppningsvis är det bara den första av många fler observationer som kommer," sade han.