A rák csillagképében a 2004-ben először felfedezett egyik legközelebbi exoplanettánk a közelmúltban a Hubble, a Spitzer űrteleszkópok és a legnagyobb földi obszervatóriumok középpontjába került. Az új csillagászati eszközöknek és adatelemzési algoritmusoknak köszönhetően meghatározható volt a légkör jelenléte és összetétele. A "szuper-föld" osztály exoplanetjai esetében ilyen munkát először végeztek.
Az 55 rákos bináris csillag régóta felkeltette a figyelmet. Az égben szabad szemmel látható, mivel csak 40,9 fényévnyire van tőlünk, és 0,6 napenergiájú fényerővel rendelkezik. Ebben a rendszerben a fő csillag ugyanolyan fő spektrumtípushoz (GxV) tartozik, mint a Nap. Tömege szintén közel áll a Nap tömegéhez, és legalább öt bolygó körül forog. Mindegyiket Doppler-spektroszkópiával detektáltam. Ezután az exoplanetek felfedezését a keringő és a legnagyobb földi megfigyelőközpontokban végzett megfigyelések segítségével megerősítették.
Az összes, a napszerű csillagban felfedezett exoplanett közül a csillagászok legnagyobb figyelmét most az 55 rák vonzza. Nagy széntartalmú szuperföld. A 8,37 föld tömegének és a földnek a 2,17-szeres sugarainak körülményeit meg kell teremteni a bélben a gyémántok intenzív képződéséhez. Elsődleges becslések szerint összmennyiségük meghaladja a Föld méretét. Az exoplanet iránti további érdeklődés az volt, hogy a matematikai modellek sűrű légkör jelenlétét jósolták meg, nagy valószínűséggel a vízgőztartalom mellett.
A Hubble űrtávcső (kép: nasa.gov).
Hosszú ideig megpróbálták megerősíteni vagy tagadni ezeket az adatokat, meghatározva a bolygó paramétereit, annak lehetséges összetételét és eredetét. 2014 óta használják a Hubble Űrtávcső legfejlettebb műszerét, a WFC3 kamerát. A látható és közeli infravörös fényben végzett megfigyelések azonban lehetővé tették, hogy az exoplanet csak az eredeti csillag háttérének rendszeres áthaladását lehessen meghatározni anélkül, hogy új információkat szolgáltatnának.
A kutatókat segített az exoplanet 55 Cancer sikeres elhelyezkedése e. Mivel 64-szer közelebb van csillagához, mint a Föld a Naphoz, évente csak 18 órán keresztül tart, és a felület 2000 K-ig melegszik. Az infravörös fényerősség, amely ritka a bolygók számára, lehetővé teszi annak nemcsak az optikai tartományban történő megfigyelésekkel történő tanulmányozását, hanem a Spitzer körüli pályán keringő távcső berendezésével is.
A Spitzer űrteleszkóp (kép: NASA / JPL-Caltech).
A Hubble és a Spitzer űrtávcsövek és a földi megfigyelőközpontok által összegyűjtött adatok lehetővé tették a University University London kutatóinak, hogy megítéljék az exoplanet gázborítékának összetételét. A kémiai összetétel spektrális analízisének módszereit széles körben használják a csillagok és a Naprendszer bolygóinak légkörének tanulmányozására, de egy távoli szuperföld esetében először ugyanolyan informatívnak bizonyultak.
Promóciós videó:
Nagy mennyiségű hidrogént és héliumot találtak az exoplanet 55 Cancer légkörében. Valószínűleg korán elfogta ezeket a fényelemeket egy ionizált gázfelhőből, a helyi nap kialakulásakor. Minden elvárás és előzetes számítás ellenére az exoplanet légkörében a vízgőzöket még nyomokban sem észleltek.
Az 55-rákos A csillag intenzív hevítése miatt a szuper Föld kéreg folyamatosan megolvad a nap folyamán, és alig van ideje lehűlni egy éjszakán át. Növekvő hőáramokkal a szén és ennek vegyületei, többnyire szervetlen részecskék folyamatosan belépnek a légkörbe. Különböző reakciók során főként oxidok, hidrogén-cianid (hidrogén-cianid-gőz) és acetilén képződnek. A szén-monoxid túlsúlya a szén-dioxid felett a magas szén-oxigén arányt jelzi. „A hidrogén-cianid és más molekulák jelenlétét, amelyeket felfedeztünk, néhány évvel megerősíthetjük az infravörös távcsövek következő generációi által. Ebben az esetben új bizonyítékokat kapunk arról, hogy ez a bolygó rendkívül gazdag széntartalommal és általában nagyon szokatlan”- kommentálta a tanulmány egyik szerzője, Jonathan Tennyson (Jonathan Tennyson).
Andrey Vasilkov