Gali būti, kad Jameso Webbo kosminiu teleskopu dirbantys mokslininkai pagaliau turi rimčiausių iš iki šiol pateiktų įrodymų, kad už Saulės sistemos ribų esančią uolinę planetą gaubia atmosfera. Ši tolimoji egzoplaneta – už 41 šviesmečio nuo Žemės esanti 55 Cancri e, skelbia Europos kosmoso agentūra.
Gali būti, kad Jameso Webbo kosminiu teleskopu dirbantys mokslininkai pagaliau turi rimčiausių iš iki šiol pateiktų įrodymų, kad už Saulės sistemos ribų esančią uolinę planetą gaubia atmosfera. Ši tolimoji egzoplaneta – už 41 šviesmečio nuo Žemės esanti 55 Cancri e, skelbia Europos kosmoso agentūra (EKA).
„Webbas“ plečia egzoplanetų tyrimų ribas iki uolinių planetų, – sakė Renyu Hu pagrindinis neseniai žurnale „Nature“ paskelbto straipsnio autorius. – Jis iš tiesų suteikia galimybę kurti naujo tipo mokslą.“
55 Cancri e / EKA iliustracija
Itin karšta superžemė 55 Cancri e
55 Cancri e yra viena iš penkių žinomų planetų, skriejančių aplink į Saulę panašią žvaigždę Vėžio žvaigždyne. Šios planetos skersmuo beveik dvigubai didesnis už Žemės, todėl ji priskiriama superžemių kategorijai – didesnė už Žemę, mažesnė už Neptūną ir savo sudėtimi greičiausiai panaši į mūsų Saulės sistemos uolines planetas.
Tačiau apibūdinus 55 Cancri e kaip uolinę planetą, gali susidaryti klaidingas įspūdis. Planeta skrieja taip arti savo žvaigždės, kad jos paviršius greičiausiai yra išsilydęs ir labiau primena burbuliuojantį magmos vandenyną. Tyrėjai mano, kad planeta sukasi sinchroniškai su savo saule, t. y. jos dienos pusė visą laiką nukreipta į žvaigždę, o nakties pusė skendi nuolatinėje tamsoje.
Nepaisant visos virtinės stebėjimų nuo tada, kai 55 Cancri e buvo atrasta, klausimas, ar ji turi atmosferą, taip ir liko neatsakytas. „Šią planetą tyrinėju jau daugiau nei dešimtmetį, – sakė Naujosios Meksikos universiteto (JAV) egzoplanetų tyrėja ir viena iš tyrimo autorių Diana Dragomir. – Buvo labai apmaudu, kad nė vienas iš mūsų vykdytų stebėjimų tvirtai neišsklaidė šių paslapčių. Džiaugiuosi, kad pagaliau sulaukėme atsakymų!“
Skirtingai nuo dujinių milžinių atmosferų, kurias palyginti lengva pastebėti, uolines planetas supančios plonesnės ir tankesnės atmosferos yra sunkiai pastebimos.
Ankstesni 55 Cancri e tyrimai, atlikti naudojant NASA kosminio teleskopo „Spitzer Space Telescope“ duomenis, rodė pakankamai tankią atmosferą, kurioje gausu lakiųjų medžiagų (molekulių, kurios Žemėje randamos dujų pavidalu), pavyzdžiui, deguonies, azoto ir anglies dioksido. Tačiau mokslininkai negalėjo atmesti ir kitos galimybės, kad planeta yra plika, išskyrus silpną garais virtusių uolienų, kuriose gausu tokių elementų kaip silicis, geležis, aliuminis ir kalcis, apvalkalą. „Planeta tokia karšta, kad dalis išsilydžiusių uolienų turėtų būti virtusios garais“, – aiškino Renyu Hu.
Vėsesnė nei tikėtasi
Astronomai naudojo Jameso Webbo teleskopo NIRCam (angl. Near-Infrared Camera) kamerą ir instrumentą MIRI (angl. Mid-Infrared Instrument), leidusį išmatuoti iš planetos sklindančią 4–12 mikronų infraraudonąją šviesą.
Pirmieji požymiai, kad 55 Cancri e gali turėti pakankamai tankią atmosferą, buvo gauti atlikus temperatūros matavimus, grįstus jos šilumine emisija – šilumos energija, skleidžiama infraraudonųjų spindulių pavidalu. Jei planetą dengia tamsios išlydytos uolienos ir plonas išgaravusių uolienų šydas arba ji visai neturi atmosferos, dieninėje jos pusėje temperatūra turėtų siekti apie 2200 laipsnių Celsijaus.
„Tačiau MIRI duomenys parodė palyginti žemą temperatūrą – apie 1540 laipsnių pagal Celsijų, – sakė Renyu Hu. – Tai labai aiškus požymis, kad energija iš dieninės pusės į naktinę pusę pasiskirsto greičiausiai dėl lakiųjų medžiagų prisotintos atmosferos.“ Nors lavos srovės gali pernešti šiek tiek šilumos į naktinę pusę, jos neperneša jos tiek efektyviai, kad būtų galima paaiškinti vėsinimo poveikį.
Išnagrinėję NIRCam kameros duomenis, mokslininkai pastebėjo dėsningumus, būdingus daug lakiųjų medžiagų turinčiai atmosferai. „Matome, kad spektre tarp 4 ir 5 mikronų yra kritimas – mažiau šviesos pasiekia teleskopą, – paaiškino vienas iš tyrimo autorių Aaronas Bello-Arufe. – Tai leidžia manyti, kad egzistuoja atmosfera, kurioje yra anglies monoksido arba anglies dioksido, nes abu jie sugeria tokio ilgio šviesos bangas.“
Kunkuliuojantis magmos vandenynas
Tyrėjai mano, kad 55 Cancri e dengiančios dujos galbūt egzistuoja ne nuo pat šio dangaus kūno susiformavimo – iš planetos vidaus jos galėjo išsiveržti kiek vėliau. „Pirminė atmosfera būtų seniai išnykusi dėl aukštos temperatūros ir intensyvios žvaigždės spinduliuotės, – sakė A. Bello-Arufe. – Tai būtų antrinė atmosfera, kurią nuolat papildytų magmos vandenynas. Magma – tai ne tik kristalai ir skysta uoliena, joje taip pat yra daug dujų.“
Tikėtina, kad bet kokia planetą supanti atmosfera dėl sąveikos su magmos vandenynu būtų sudėtingesnė ir nuolat kintanti. Be anglies monoksido ar anglies dioksido, joje galėtų būti ir azoto, vandens garų, sieros dioksido, kai kurių garais virtusių uolienų ir net trumpalaikių debesų, sudarytų iš ore susikondensavusių mažyčių lavos lašelių.
Nors 55 Cancri e yra per karšta, kad joje būtų galima gyventi, mokslininkai mano, kad ji galėtų suteikti unikalią galimybę uolinių planetų atmosferų, paviršių ir vidinių sluoksnių sąveikai tirti ir galbūt padėtų sužinoti apie ankstyvąją Žemę, Venerą ir Marsą, kuriuos, kaip manoma, praeityje taip pat dengė magmos vandenynai. „Norime suprasti, kokios sąlygos leidžia uolinei planetai išlaikyti daug dujų turinčią atmosferą – pagrindinę gyvybei tinkamos planetos prielaidą“, – sakė Renyu Hu.
