Eden od nam najbližjih eksoplanetov v ozvezdju Rak, ki so ga prvič odkrili leta 2004, je pred kratkim postal središče vesoljskih teleskopov Hubble, Spitzer in največji zemeljski opazovalnik. Zahvaljujoč novim astronomskim instrumentom in algoritmom za analizo podatkov je bilo zdaj mogoče določiti prisotnost in sestavo njegove atmosfere. Za eksoplanete razreda "super zemlja" je bilo takšno delo opravljeno prvič.
Binarna zvezda 55 Rak že dolgo pritegne pozornost. Na nebu je vidna s prostim očesom, saj je od nas oddaljena le 40,9 svetlobnih let in ima svetilnost 0,6 sonca. Glavna zvezda v tem sistemu spada v isti glavni spektralni tip (GxV) kot Sonce. Njegova masa je tudi blizu mase Sonca, okoli nje pa se vrti vsaj pet planetov. Vsakega od njih smo zaznali z doplersko spektroskopijo. Nato so odkrivanje eksoplanetov potrdili s pomočjo opazovanj, ki so jih opravili v orbiti in največjih opazovalnicah na tleh.
Med vsemi eksoplaneti, odkritimi v soncu podobni zvezdi, največjo pozornost astronomov zdaj pritegne 55 Cancer e. Je super zemlja z visoko vsebnostjo ogljika. Z maso 8,37 zemlje in polmerom 2,17-krat večjo od zemlje je treba v njenih črevesju ustvariti pogoje za intenzivno tvorbo diamantov. Po osnovnih ocenah njihov skupni volumen presega velikost Zemlje. Dodatno zanimanje za eksoplanet je povzročilo dejstvo, da so matematični modeli napovedovali prisotnost goste atmosfere z veliko verjetnostjo vsebnosti vodne pare.
Vesoljski teleskop Hubble (Slika: nasa.gov).
Dolgo časa so poskušali te podatke potrditi ali zanikati, pri čemer so navedli parametre planeta, njegovo možno sestavo in izvor. Od leta 2014 za to uporabljajo najnaprednejši instrument na Hubblovem vesoljskem teleskopu, kamero WFC3. Vendar so opažanja pri vidni in blizu infrardeče svetlobe omogočala določitev le rednih tranzitov eksoplaneta na ozadju matične zvezde, ne da bi zagotovili nove informacije.
Raziskovalcem je pomagala uspešna lokacija eksoplaneta 55 Cancer e. Ker je 64-krat bližje svoji zvezdi, kot je Zemlja Soncu, traja le 18 ur na leto, površina pa se segreje do 2000 K. Zaradi močnega segrevanja sveti v srednji infrardeči. Infrardeča svetilnost, ki je redka za planete, omogoča proučevanje le s pomočjo opazovanj v optičnem območju, temveč tudi z aparatom teleskopa Spitz v orbiti.
Vesoljski teleskop Spitzer (Slika: NASA / JPL-Caltech).
Združeni podatki, zbrani s vesoljskimi teleskopi Hubble in Spitzer in kopenskimi opazovalnicami, so raziskovalcem na University College London omogočili presojo o sestavi plinske ovojnice eksoplaneta. Metode spektralne analize kemične sestave se pogosto uporabljajo za preučevanje zvezd in atmosfere planetov sončnega sistema, vendar so se za oddaljeno super-zemljo prvič izkazale za enako informativne.
Promocijski video:
V atmosferi eksoplaneta 55 Rak so bile najdene velike količine vodika in helija. Verjetno je te svetlobne elemente zgodaj ujela iz oblaka ioniziranega plina med nastajanjem lokalnega sonca. Kljub vsem pričakovanjem in predhodnim izračunom vodna para v atmosferi eksoplaneta še ni bila zaznana niti v količinah v sledovih.
Zaradi intenzivnega segrevanja zvezde 55 Rak A se nadzemna skorja podnevi nenehno topi in se čez noč komajda ohladi. Z naraščajočimi toplotnimi tokovi delci ogljika in njegovih spojin, večinoma anorganskih, nenehno vstopajo v ozračje. Med različnimi reakcijami nastajajo predvsem oksidi, vodikov cianid (vodikov cianidni par) in acetilen. Prevlada ogljikovega monoksida nad ogljikovim dioksidom kaže na veliko razmerje med ogljikom in kisikom. Prisotnost cianida vodika in drugih molekul, ki smo jih odkrili, bodo čez nekaj let lahko potrdile naslednje generacije infrardečih teleskopov. V tem primeru bomo prejeli nove dokaze, da je ta planet izjemno bogat z ogljikom in na splošno zelo nenavaden, «je komentiral eden od avtorjev študije Jonathan Tennyson (Jonathan Tennyson).
Andreja Vasilkova