Yksi lähimmistä eksoplaneetoista meille syövän tähdistössä, joka löydettiin ensimmäisen kerran vuonna 2004, on viime aikoina tullut Hubblen, Spitzerin ja suurimpien maanpäällisten observatorioiden keskipisteeksi. Uusien tähtitieteellisten välineiden ja data-analyysialgoritmien ansiosta on nyt ollut mahdollista määrittää ilmakehän läsnäolo ja koostumus. "Super-Earth" -luokan eksoplaneetoille tällainen työ on tehty ensimmäistä kertaa.
Binaaritähti 55 Cancer on herättänyt pitkään huomiota. Se on näkyvissä taivaalla paljain silmin, koska se on vain 40,9 valovuoden päässä meistä ja sen valoisuus on 0,6 aurinkoista. Tämän järjestelmän päätähti kuuluu samaan pääspektrityyppiin (GxV) kuin aurinko. Sen massa on myös lähellä aurinkoa ja ainakin viisi planeettaa pyörii sen ympärillä. Jokainen niistä havaittiin Doppler-spektroskopialla. Sitten eksoplaneettojen löytö varmistettiin kiertoradalla ja suurimmissa maanpäällisissä observatorioissa suoritettujen havaintojen avulla.
Kaikista auringon kaltaisesta tähdestä löydetyistä eksoplaneetoista suurimman tähtitieteilijöiden huomion herättää nyt 55 syöpä e. Se on supermaa, jossa on korkea hiilipitoisuus. Maan massa on 8,37 ja maan säde on 2,17-kertainen, ja sen suolistossa on luotava olosuhteet timanttien intensiiviselle muodostumiselle. Alkuperäisten arvioiden mukaan niiden kokonaistilavuus ylittää maan koon. Lisä kiinnostus eksoplaneettiin johtui siitä, että matemaattiset mallit ennustivat tiheän ilmakehän olemassaolon, jolla on suuri todennäköisyys vesihöyryn pitoisuudelle.
Hubble-avaruusteleskooppi (kuva: nasa.gov).
He ovat pitkään yrittäneet vahvistaa tai kieltää nämä tiedot määrittelemällä planeetan parametrit, sen mahdollinen koostumus ja alkuperä. Vuodesta 2014 lähtien tähän on käytetty Hubble-avaruusteleskoopin edistyneintä laitetta, WFC3-kameraa. Havainnot näkyvässä ja lähellä olevassa infrapunavalossa tekivät kuitenkin mahdolliseksi määrittää vain eksoplaneetan säännölliset kuljetukset lähtötähden taustaa vasten antamatta uutta tietoa.
Tutkijoille auttoi eksoplaneetan 55 Cancer e. Onnistunut sijainti. Koska se on 64 kertaa lähempänä tähtiä kuin maa on aurinkoa, se kestää vain 18 tuntia vuodessa, ja pinta lämpenee 2000 K: seen. Vahvan lämmityksen vuoksi se hehkuu keski-infrapunassa. Infrapunavalo, joka on harvinaista planeetoille, mahdollistaa sen tutkimuksen paitsi optisen alueen havaintojen avulla, myös Spitzerin kiertävän teleskoopin laitteella.
Spitzerin avaruusteleskooppi (kuva: NASA / JPL-Caltech).
Hubble- ja Spitzer-avaruusteleskooppien ja maassa sijaitsevien observatorioiden keräämät tiedot ovat antaneet Lontoon yliopisto-tutkijoille mahdollisuuden arvioida eksoplaneetan kaasukotelon koostumusta. Kemiallisen koostumuksen spektrianalyysimenetelmiä käytetään laajasti aurinkokunnan planeettojen tähtijen ja ilmakehän tutkimiseen, mutta kaukaiselle supermaalle ne osoittautuivat yhtä informatiivisiksi ensimmäistä kertaa.
Mainosvideo:
Exoplanet 55 -syövän ilmakehässä löydettiin suuria määriä vetyä ja heliumia. Hän todennäköisesti vangitsi nämä valoelementit varhain ionisoidun kaasupilven kohdalta paikallisen aurinkoa muodostettaessa. Kaikista odotuksista ja alustavista laskelmista huolimatta eksoplaneetan ilmakehässä ei ole vielä havaittu vesihöyryä edes pieninä määrinä.
Tähden 55 Cancer A voimakkaan kuumennuksen vuoksi supermaapallon kuori sulaa jatkuvasti päivän aikana ja tuskin on aikaa jäähtyä yön yli. Nousevilla lämpövuodoilla hiilen ja sen yhdisteiden hiukkaset, pääosin epäorgaaniset, tulevat jatkuvasti ilmakehään. Eri reaktioiden aikana muodostuu pääasiassa oksideja, syaanivetyä (syaanivetyhöyryä) ja asetyleeniä. Hiilimonoksidin ylivoima hiilidioksidin suhteen osoittaa korkean hiili-happea-suhteen.”Seuraavien sukupolvien infrapuna-kaukoputket voivat vahvistaa muutaman vuoden kuluttua syaanivetyjen ja muiden havaitsemiemme molekyylien läsnäolon. Tässä tapauksessa saamme uusia todisteita siitä, että tällä planeetalla on erittäin runsaasti hiiltä ja yleensä hyvin epätavallista”, - kommentoi yksi tutkimuksen kirjoittajista Jonathan Tennyson (Jonathan Tennyson).
Andrey Vasilkov