A szuper Föld 55 Cancri e (más néven Janssen) kissé híres, ahogy az exoplanet megy. Ezt a világot, amelyet eredetileg 2004-ben fedeztek fel, azon kevesek egyike volt, akiknek felfedezése azelőtt történt Kepler küldetés. 2016-ra ez volt az első exoplanet, amellyel sikeresen jellemezte a légkörét. Az évek során számos tanulmányt végeztek ezen a bolygón, amelyek néhány meglehetősen érdekes dolgot tártak fel annak összetételéről és felépítéséről.
Például a tudósok egy időben úgy gondolták, hogy a 55 Cancri e egy „gyémánt bolygó”, míg a legfrissebb munka a Spitzer űrtávcső arra a következtetésre jutott, hogy felületét forró láva tavak borítják. A NASA Jet Propulsion Laboratóriumának tudósai által készített új tanulmány azonban rámutat arra, hogy az intenzív felszíni hő ellenére az 55 Cancri e légköre hasonló a Föld atmoszférájához, csak sokkal melegebb!
A „Eset egy légkör a szuper Föld 55 Cancri e-ben” című tanulmány a közelmúltban jelent meg Az asztrofizikai folyóirat. Isabel Angelo (az UC Berkeley fizikai szakvezetője) vezetésével, Renyu Hu közreműködésével - egy csillagász és Hubble Fellow a JPL-vel és a Caltech-vel - a pár részletesebb elemzést végzett a Spitzer adatok a légkör valószínűségének és összetételének meghatározására 55 Cancri e.
A bolygó korábbi tanulmányai rámutattak, hogy ez a szuper Föld (amely kétszer olyan nagy, mint a bolygónk) a csillagához nagyon közel kering. Ennek eredményeként egy nagyon rövid keringési periódusa körülbelül 17 óra és 40 perc, és árapályon reteszelt (az egyik oldala folyamatosan a csillag felé nézzen). 2013. június és július között, Spitzer megfigyelt 55 Cancri e, és a speciális infravörös kamerájával kapott hőmérsékleti adatokat.
A hőmérsékleti adatokat kezdetben annak a jelenek tekintették, hogy nagy lávalerakódások léteznek a felületen. Miután ezeket az adatokat újra elemezte, és azokat egy új, a Hu által korábban kifejlesztett modellel kombinálta, a csapat kételkedni kezdett ebben a magyarázatban. Megállapításaik szerint a bolygónak vastag atmoszférájúnak kell lennie, mivel az űrnek kitett lávatavak magas hőmérsékleti pontokhoz vezethetnek.
Sőt, azt is megjegyezték, hogy a nappali és az éjszakai hőmérsékleti különbségek nem voltak olyan jelentősek, mint azt korábban gondoltuk - a légkör újabb jelzése. A bolygó fényerejének változásait az energiaáram-modellekkel összehasonlítva a csoport arra a következtetésre jutott, hogy illékony anyagokkal rendelkező légkör a legjobb magyarázat a magas hőmérsékletre. Amint Renyu Hu egy nemrégiben a NASA sajtóközleményében kifejtette:
„Ha láva van ezen a bolygón, akkor az egész felületét le kell fednie. De a lávát a sűrű légkör rejtette elképzelésünkből. A tudósok azt vitatják, vajon ezen a bolygón van-e olyan légkör, mint a Föld és a Vénusz, vagy csak egy sziklás mag, nincs atmoszféra, mint például a higany. A légkör esete erősebb, mint valaha. ”
Hu továbbfejlesztett modelljével, amely szerint a hő áramlik át az egész bolygón, és visszatükröződik az űrbe, azt találták, hogy a nappali hőmérsékletek átlagosan körülbelül 2573 K (2300 ° C; 4200 ° F). Eközben a „hideg” oldal hőmérséklete átlagosan körülbelül 1573-1673 K (1 300 - 1 400 ° C; 2400 - 2 600 ° F). Ha a bolygónak nincsen légköre, a hőmérsékleti különbségek sokkal szélsőségesebbek lesznek.
Ami a légkör összetételét illeti, Angelo és Hu kiderítette, hogy valószínűleg hasonló a Földéhez - nitrogént, vizet és még oxigént is tartalmaz. Bár sokkal melegebb, a légköri sűrűség hasonlónak tűnt a Földéhez, ami azt sugallja, hogy a bolygó összetételében valószínűleg sziklás (más néven földi). A hátránya, hogy a hőmérséklet túlságosan meleg ahhoz, hogy a felület fenntartsa a folyékony vizet, ami az alkalmazhatóságot nem indítja el.
Ez a tanulmány végül annak köszönhető, hogy Hu kifejlesztett egy módszert, amely megkönnyíti az exoplanet légkörének és felületeinek a vizsgálatát. Angelo, aki a tanulmányt vezetett, a JPL-vel végzett szakmai gyakorlatának részeként dolgozott és Hu modelljét adaptálta az 55 Cancri e-re. Korábban ezt a modellt csak a tömeggáz-óriásokra alkalmazták, amelyek keringnek a megfelelő napjuk közelében (más néven: „Forró Jupiter”).
Természetesen vannak olyan megoldatlan kérdések, amelyeket ez a tanulmány feltehet, például az, hogy az 55 Cancri e hogyan kerülte el a légkör elvesztését az űrbe. Tekintettel arra, hogy a bolygó milyen közel áll kering a csillagához, és mivel az árapály el van rekedve, intenzív mennyiségű sugárzásnak lesz kitéve. További tanulmányok segíthetnek feltárni, hogy ez a helyzet, és elősegítik a nagy, sziklás bolygók megértését.
Ennek a modellnek a szuper-földre történő alkalmazása tökéletes példája annak, hogy az exoplanet kutatás hogyan fejlődött az utóbbi években. A tudósok kezdetben a csillagok közelében (vagy a légkörük közelében) keringő gáz óriások tanulmányozására korlátozódtak, mivel ezeket a legkönnyebb észlelni és jellemezni. A műszerezés és a módszerek fejlesztésének köszönhetően azonban a bolygók köre növekszik, amelyekre képesek vagyunk.
