Super-Maa 55 Syöpä e (alias. Janssen) on jonkin verran kuuluisa, kuten eksoplaneetta mennä. Tämä maailma löydettiin alun perin vuonna 2004, ja se oli yksi harvoista, joiden löytö tapahtui ennen Kepler tehtävä. Vuoteen 2016 mennessä se oli myös ensimmäinen eksoplaneetta, jolla oli omansa ilmapiiri on kuvattu onnistuneesti . Vuosien mittaan tällä planeetalla on tehty useita tutkimuksia, jotka ovat paljastaneet joitain melko mielenkiintoisia asioita sen koostumuksesta ja rakenteesta.
Esimerkiksi tiedemiehet uskoivat aikoinaan, että 55 Cancri e oli ' timanttiplaneetta ', kun taas uudempi työ perustuu tietoihin Spitzer-avaruusteleskooppi päätteli, että sen pinta oli kuuman laavajärven peitossa. Kuitenkin a uusi tutkimus NASAn Jet Propulsion Laboratoryn tutkijoiden suorittama tutkimus osoittaa, että voimakkaasta pintalämmöstään huolimatta 55 Cancri e:n ilmakehä on verrattavissa Maan ilmakehään, vain paljon kuumempi!
Tutkimus, jonka otsikko on ' Case for an Atmosphere on Super-Earth 55 Cancri e ', ilmestyi äskettäinAstrophysical Journal.Isabel Angelon (fysiikka pääaineenaan UC Berkeleyssä) johdolla Renyu Hun – tähtitieteilijä ja Hubble-stipendiaatti JPL:n ja Caltechin kanssa – pariskunta suoritti yksityiskohtaisemman analyysinSpitzertiedot ilmakehän todennäköisyyden ja koostumuksen määrittämiseksi noin 55 Cancri e.
Taiteilijan näkemys super-Earth 55 Cancri e:stä isätähden edessä. Luotto: ESA/NASA
Aiemmissa planeetan tutkimuksissa havaittiin, että tämä supermaa (joka on kaksi kertaa niin suuri kuin planeettamme) kiertää hyvin lähellä tähteään. Tämän seurauksena sillä on hyvin lyhyt kiertoaika, noin 17 tuntia ja 40 minuuttia, ja se on vuorovesilukittu (jossa toinen puoli on jatkuvasti kohti tähteä). Kesä-heinäkuun 2013 välisenä aikanaSpitzerhavaitsi 55 Cancri e ja sai lämpötilatiedot käyttämällä erityistä infrapunakameraa.
Aluksi lämpötilatietojen katsottiin olevan osoitus siitä, että pinnalla oli suuria laavakertymiä. Kuitenkin analysoituaan nämä tiedot uudelleen ja yhdistämällä ne uuteen Hu:n aiemmin kehittämään malliin, ryhmä alkoi epäillä tätä selitystä. Heidän havaintojensa mukaan planeetalla täytyy olla paksu ilmakehä, koska avaruuteen altistuvat laavajärvet aiheuttaisivat korkeiden lämpötilojen kuumia kohtia.
Lisäksi he totesivat myös, että lämpötilaerot päivä- ja yöpuolen välillä eivät olleet niin merkittäviä kuin aiemmin luultiin, mikä on toinen osoitus ilmakehästä. Vertaamalla planeetan kirkkauden muutoksia energiavirtamalleihin, ryhmä päätteli, että ilmakehä, jossa on haihtuvia materiaaleja, oli paras selitys korkeille lämpötiloille. Kuten Renyu Hu selitti hiljattain NASAssa lehdistötiedote :
'Jos tällä planeetalla on laavaa, sen pitäisi peittää koko pinta. Mutta paksu ilmapiiri peittäisi laavan näkyviltä. Tiedemiehet ovat keskustelleet siitä, onko tällä planeetalla ilmakehä, kuten Maan ja Venuksen, vai vain kivinen ydin ilman ilmakehää, kuten Merkurius. Ilmapiirin perusteet ovat nyt vahvempia kuin koskaan.'
Käyttämällä Hun parannettua mallia siitä, kuinka lämpö virtaisi läpi planeetan ja säteilee takaisin avaruuteen, he havaitsivat, että päivän puolella lämpötilat olisivat keskimäärin noin 2573 K (2300 °C; 4200 °F). Samaan aikaan 'kylmän' puolen lämpötilat olisivat keskimäärin noin 1 573 - 1 673 K (1 300 - 1 400 ° C; 2 400 - 2 600 ° F). Jos planeetalla ei olisi ilmakehää, lämpötilaerot olisivat paljon äärimmäisempiä.
Mitä tulee tämän ilmakehän koostumukseen, Angelo ja Hu paljastivat, että se on todennäköisesti samanlainen kuin maapallon - sisältää typpeä, vettä ja jopa happea. Vaikka ilmakehän tiheys on paljon kuumempi, se näytti myös olevan samanlainen kuin Maan tiheys, mikä viittaa siihen, että planeetta on koostumukseltaan todennäköisesti kivinen (alias maanpäällinen). Huonona puolena on, että lämpötilat ovat aivan liian kuumia, jotta pinta ei pysty ylläpitämään nestemäistä vettä, mikä tekee asuttamisesta ei-alkuperäistä.
Loppujen lopuksi tämä tutkimus tehtiin mahdolliseksi, koska Hu kehitti menetelmän, joka helpottaa eksoplaneetan ilmakehän ja pinnan tutkimista. Angelo, joka johti tutkimusta, työskenteli sen parissa osana työharjoitteluaan JPL:ssä ja mukautti Hun mallin 55 Cancri e. Aikaisemmin tätä mallia oli sovellettu vain massakaasujättiläisiin, jotka kiertävät lähellä vastaavia aurinkojaan (alias 'Kuumat Jupiterit').
Tietenkin on ratkaisemattomia kysymyksiä, joita tämä tutkimus auttaa herättämään, kuten kuinka 55 Cancri e on välttänyt ilmakehän menettämisen avaruuteen. Kun otetaan huomioon, kuinka lähellä planeetta kiertää tähteään ja se, että se on vuorovesilukittu, se altistuisi voimakkaille määrille säteilyä. Lisätutkimukset voivat auttaa paljastamaan, kuinka tämä on, ja auttaa edistämään ymmärrystämme suurista kiviplaneetoista.
Tämän mallin soveltaminen supermaahan on täydellinen esimerkki siitä, kuinka eksoplaneettojen tutkimus on kehittynyt viime vuosina. Aluksi tiedemiehet rajoittuivat tutkimaan kaasujättiläisiä, jotka kiertävät lähellä tähtiään (sekä niiden vastaavia ilmakehyksiä), koska ne on helpoin havaita ja karakterisoida. Mutta instrumentoinnin ja menetelmien parannusten ansiosta tutkittavien planeettojen valikoima kasvaa.
Lisälukemista: NASA , Astrophysical Journal