У супергорячей Суперземли обнаружены признаки атмосферы

Арсений Щукин09.05.2024

3 813 2 минут(ы) на чтение

Впечатление художника от суперземли 55 Cancri e, которая может иметь атмосферу. © NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

Астрономы, использующие космический телескоп Джеймс Уэбб (JWST), сообщают, что горячая Суперземля под названием 55 Cancri e может иметь плотную атмосферу, состоящую либо из углекислого газа, либо из угарного газа. Если это подтвердится, это будет первая известная каменистая планета за пределами Солнечной системы, имеющая плотную атмосферу.

Земля — каменистая планета, и ее атмосфера жизненно важна для процветания жизни. Атмосфера защищает живые организмы от солнечной радиации и суровых условий космоса. Марс также является каменистой планетой, однако его очень разряженная атмосфера, плотностью всего 1 процент от земной, может быть одной из причин отсутствия (насколько известно) жизни на Красной планете.

Атмосфера не обязательно является индикатором потенциально обитаемой планеты, но это хорошая отправная точка для начала, и хотя маловероятно, что на 55 Cancri e существует жизнь, поскольку ее поверхность представляет собой расплавленный океан магмы, тот факт, что JWST может обнаружить и уже обнаружил намеки на атмосферу – это очень многообещающий признак способности поиска планет, похожих на Землю.

Экзопланета 55 Cancri e (по прозвищу Янссен), находится в 42 световых годах от Земли, имеет почти вдвое больший радиус, чем Земля, и массу, в 8,8 раз превышающую массу Земли. Она вращается вокруг звезды меньше нашего Солнца, но настолько близко, что обращается вокруг нее менее чем за 18 часов.

Это означает, что на обращенной к звезде стороне температура достаточно высока, чтобы расплавить железо, и ожидается, что там будет много вулканов и возможно, даже целый океан магмы. Именно эта геологическая активность могла бы поддерживать атмосферу, которую, по мнению группы астрономов, они наблюдали.

Эта кривая блеска показывает изменение яркости системы 55 Cancri, когда скалистая планета 55 Cancri e , ближайшая из пяти известных планет системы, движется за звездой. Это явление известно как вторичное затмение . — Эта кривая блеска показывает изменение яркости системы 55 Cancri, когда скалистая планета 55 Cancri e , ближайшая из пяти известных планет системы, движется за звездой. Это явление известно как вторичное затмение. Когда планета находится рядом со звездой, свет среднего инфракрасного диапазона, излучаемый как звездой, так и дневной стороной планеты, достигает телескопа, и система кажется ярче. Когда планета находится за звездой, свет, излучаемый планетой, блокируется, и только свет звезды достигает телескопа, в результате чего видимая яркость уменьшается.
Астрономы могут вычесть яркость звезды из общей яркости звезды и планеты, чтобы рассчитать, сколько инфракрасного света исходит с дневной стороны планеты. Затем это используется для расчета дневной температуры и вывода о том, есть ли на планете атмосфера. Температура планеты, рассчитанная на основе этого наблюдения, составляет около 1800 кельвинов, что значительно ниже, чем можно было бы ожидать, если бы на планете не было атмосферы или была бы только разряженная атмосфера. © NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)

55 Cancri e заблокирована приливами, поэтому ее ночная сторона находится в постоянной темноте, а дневная сторона постоянно обращена к звезде Copernicus (Коперник) или 55 Cnc.

Если бы на планете не было атмосферы, дневная сторона была бы очень горячей, а ночная — очень холодной, но JWST не подтвердил этого. Дневная сторона холоднее, чем ожидалось, и хотя отчасти это можно объяснить оттоком лавы на ночную сторону, наблюдаемое охлаждение лучше объясняется атмосферой.

Анимация, показывающая орбиту Янссен вокруг Коперника. © Lucy Reading-Ikkanda

«Это очень убедительный признак того, что энергия распространяется с дневной стороны на ночную, скорее всего, через богатую летучими веществами атмосферу», — говорят ученые.

Однако необходимы дополнительные наблюдения, чтобы по-настоящему охарактеризовать то, что происходит на 55 Cancri e; доказательства убедительны, но для решения такой загадки, как эта планета, астрономам нужно больше информации.

Возможность JWST улавливать эту потенциальную атмосферу служит хорошим предзнаменованием для его способности обнаруживать более холодных и более вероятных кандидатов на потенциально обитаемые экзопланеты.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.