Unul dintre cele mai apropiate exoplanete la noi în constelația Cancerului, descoperit pentru prima dată în 2004, a devenit recent centrul atenției telescoapelor spațiale Hubble, Spitzer și a celor mai mari observatoare de la sol. Datorită noilor instrumente astronomice și algoritmilor de analiză a datelor, acum a fost posibilă determinarea prezenței și compoziției atmosferei sale. Pentru exoplanetele clasei „super-pământ”, o astfel de muncă a fost făcută pentru prima dată.
Steaua binară 55 Cancer a atras multă vreme atenția. Este vizibil pe cer cu ochiul liber, deoarece este la doar 40,9 ani lumină de noi și are o luminozitate de 0,6 solare. Steaua principală din acest sistem aparține aceluiași tip spectral principal (GxV) ca Soarele. Masa sa este de asemenea apropiată de cea a Soarelui și cel puțin cinci planete se învârt în jurul lui. Fiecare dintre ele a fost detectat prin spectroscopie Doppler. Apoi, descoperirea exoplanetelor a fost confirmată cu ajutorul observațiilor efectuate la orbitare și la cele mai mari observatoare bazate pe sol.
Dintre toate exoplanetele descoperite într-o stea asemănătoare soarelui, cea mai mare atenție a astronomilor este acum atrasă de 55 Cancer e. Este un super-pământ cu un conținut ridicat de carbon. Cu o masă de 8,37 pământuri și o rază de 2,17 ori mai mare decât cea a pământului, în intestinele sale trebuie create condiții pentru formarea intensivă a diamantelor. Conform estimărilor primare, volumul lor total depășește dimensiunea Pământului. Un interes suplimentar pentru exoplanetă s-a datorat faptului că modelele matematice au prezis prezența unei atmosfere dense cu o probabilitate ridicată de conținut de vapori de apă.
Telescopul spațial Hubble (imagine: nasa.gov).
Multă vreme au încercat să confirme sau să refuze aceste date, specificând parametrii planetei, compoziția și originea sa posibilă. Din 2014, cel mai avansat instrument de pe Hubble Space Telescope, camera WFC3, a fost folosit pentru aceasta. Cu toate acestea, observațiile în lumina vizibilă și aproape infraroșu au făcut posibilă determinarea numai tranzitelor regulate ale unui exoplanet pe fundalul stelei părinte, fără a furniza informații noi.
Cercetătorii au fost ajutați de localizarea cu succes a exoplanetului 55 Cancer e. Deoarece este de 64 de ori mai aproape de steaua sa decât Pământul de Soare, durează doar 18 ore pe an, iar suprafața se încălzește până la 2000 K. Din cauza încălzirii puternice, strălucește în infraroșu. Luminozitatea infraroșie, care este rară pentru planete, face posibilă studierea acesteia nu numai prin intermediul observațiilor din domeniul optic, ci și prin aparatul telescopului orbitant Spitzer.
Telescopul spațial Spitzer (imagine: NASA / JPL-Caltech).
Datele combinate colectate de telescoapele spațiale Hubble și Spitzer și de observatoarele de la sol au permis cercetătorilor de la University College London să judece compoziția plicului de gaz al exoplanetului. Metodele de analiză spectrală a compoziției chimice sunt utilizate pe scară largă pentru a studia stelele și atmosfera planetelor sistemului solar, dar pentru un super-pământ îndepărtat, acestea s-au dovedit la fel de informative pentru prima dată.
Video promotional:
Cantități mari de hidrogen și heliu au fost găsite în atmosfera exoplanetei 55 Cancer. Probabil a surprins aceste elemente ușoare de la un nor de gaz ionizat în timpul formării soarelui local. În ciuda tuturor așteptărilor și a calculelor preliminare, vaporii de apă din atmosfera exoplanetului nu au fost încă detectați nici măcar în cantități.
Datorită încălzirii intense de către stea 55 Rac A, scoarța super-pământului se topește constant în timpul zilei și abia are timp să se răcească peste noapte. Cu fluxuri de căldură ascendente, particulele de carbon și compușii săi, mai ales anorganici, intră constant în atmosferă. În timpul diferitelor reacții, se formează în principal oxizi, cianură de hidrogen (vapori de cianură de hidrogen) și acetilenă. Predominanța monoxidului de carbon asupra dioxidului de carbon indică un raport ridicat de carbon / oxigen. „Prezența cianurii de hidrogen și a altor molecule pe care le-am descoperit pot fi confirmate în câțiva ani de generațiile următoare de telescoape cu infraroșu. În acest caz, vom primi noi dovezi că această planetă este extrem de bogată în carbon și, în general, foarte neobișnuită”, a comentat unul dintre autorii studiului Jonathan Tennyson (Jonathan Tennyson).
Andrey Vasilkov
