Bu sanatçının konsepti, ötegezegen 55 Cancri e’nin neye benzeyebileceğini gösteriyor. Janssen olarak da adlandırılan 55 Cancri e, süper Dünya olarak adlandırılan, Dünya’dan önemli ölçüde daha büyük ancak Neptün’den daha küçük, yıldızının etrafında yalnızca 1,4 milyon mil (0,015 astronomik birim) uzaklıkta dönen ve bir tam yörüngeyi tamamlayan kayalık bir gezegendir. 18 saatten az bir sürede. (Merkür, Güneş’e, yıldızına olan 55 Cancri e uzaklığından 25 kat daha uzaktır.) Aynı zamanda dört büyük gaz devi gezegeni de içeren sistem, Dünya’dan yaklaşık 41 ışıkyılı uzaklıkta, Yengeç takımyıldızında yer almaktadır. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
tarafından yapılan son gözlemler James Webb Uzay Teleskobu esrarengiz süper Dünya 55 Cancri e’ye ışık tuttu ve atmosferinin karbon monoksit veya dioksit gibi gazlardan oluştuğunu ortaya çıkardı. Bu keşif, yıldızına yakınlığı nedeniyle gezegenin aşırı koşullarını ve kayalık gezegenlerin erken dönem atmosferlerine dair bilgiler sunma potansiyelini vurguluyor.
55 Cancri e, Yengeç takımyıldızında Güneş benzeri bir yıldızın etrafında dönen bilinen beş gezegenden biridir. Çapı Dünya’nın neredeyse iki katı ve yoğunluğu biraz daha fazla olan bu gezegen, süper Dünya olarak sınıflandırılıyor: Dünya’dan daha büyük, daha küçük. Neptünve bileşim olarak güneş sistemimizdeki kayalık gezegenlere benzer.
Brice-Olivier Demory, Uzay ve Yaşanabilirlik CSH Merkezi’nden Bern Üniversitesi ve NCCR PlanetS üyesi, yakın zamanda yayınlanan çalışmanın ortak yazarıdır. Doğa.
Şöyle diyor: “55 Cancri e en gizemli ötegezegenlerden biri. Geçtiğimiz on yılda bir düzine yer ve uzay tesisiyle elde edilen muazzam miktardaki gözlem zamanına rağmen, James Webb Uzay Teleskobu (JWST) sayesinde yapbozun parçaları nihayet bir araya getirilebildiği bugüne kadar, doğası anlaşılması zor bir şey olarak kaldı. .”
Beklenmedik bir şekilde, bu gözlemler, sıcak ve yüksek derecede radyasyona maruz kalan kayalık bir gezegenin gazlı bir atmosfere sahip olmasının mümkün olabileceğini göstermektedir ve bu, JWST’nin Güneş benzeri yıldızların etrafında dönen daha soğuk – potansiyel olarak yaşanabilir – kayalık gezegenleri karakterize etme yeteneği için iyiye işarettir. Renyu Hu nereden NASAJet Tahrik Laboratuvarı (JPL) ekibin sonuçlarını yayınlamasına liderlik eder Doğa. “JWST gerçekten sınırlarını zorluyor dış gezegen kayalık ötegezegenlerin karakterizasyonu” dedi Hu. “Gerçekten yeni bir bilim türüne olanak sağlıyor.”
Sanatçının CHEOPS izlenimi. Kredi bilgileri: ESA / ATG medialab
CHEOPS Uzay Teleskobu Önemli Bulgular Sağladı
Demory, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’ndeyken meslektaşlarından biri olan Hu tarafından araştırma programına davet edildi (MİT). Demory, kariyerinin başlangıcından beri 55 Cancri e üzerinde çalışıyor: “MIT’de Doktora Sonrası olarak 55 Cancri e’nin ilk geçişinin keşfine öncülük ettim ve 2016’da ekibim 55 Cancri e olan kayalık bir ötegezegenin ilk haritasını yayınladı. Cancri e.”
2016 sonucu zaten 55 Cancri e civarında bir atmosferin olası varlığına işaret ediyordu. Mevcut çalışma için Demory, JWST veri setinin bağımsız bir analizini gerçekleştirdi. Şöyle açıklıyor: “Geçtiğimiz iki yılda, Bern Üniversitesi’nde geliştirilip inşa edilen CHEOPS uzay teleskobu, astrofizikçilerin 55 Cancri e hakkında aklındaki birçok soruyu çözmede kilit rol oynadı. JWST, süper Dünya 55 Cancri e’nin karbon monoksit veya karbondioksit ile tutarlı bir bileşime sahip bir atmosferle çevrelenmiş olabileceğini göstererek bu resmi kızılötesi dalga boylarında tamamladı.”
Süper Sıcak Süper Dünya ve Hala Beklenenden Daha Soğuk
55 Cancri e, bileşim olarak güneş sistemimizdeki kayalık gezegenlere benzese de onu “kayalık” olarak tanımlamak yanlış izlenim bırakabilir. Gezegen yıldızına o kadar yakın bir yörüngede dönüyor ki (Dünyamızın 365 günüyle karşılaştırıldığında tam bir yörüngesi 18 saat sürüyor), yüzeyinin erimiş olması gerekiyor; derin, köpüren bir magma okyanusu. Bu kadar dar bir yörüngeye sahip olan gezegenin, gündüz tarafı her zaman yıldıza dönük, gece tarafı ise sürekli karanlıkta olacak şekilde gelgit açısından kilitlenmesi de muhtemeldir. Hu, “Gezegen o kadar sıcak ki erimiş kayaların bir kısmının buharlaşması gerekiyor” diye açıkladı.
JWST, 55 Cancri e’nin doğrudan görüntüsünü yakalayamasa da, gezegen yıldızın yörüngesinde dönerken sistemden gelen ışıktaki hafif değişiklikleri ölçebiliyor. Ekip, gezegenden gelen kızılötesi ışığı ölçmek için JWST’nin NIRCam’ini (Yakın Kızılötesi Kamera) ve MIRI’yi (Orta Kızılötesi Enstrüman) kullandı. Ekip, gezegen yıldızın arkasındayken (yalnızca yıldız ışığı) ikincil tutulma sırasındaki parlaklığı, gezegen yıldızın hemen yanındayken (yıldız ve gezegenden gelen ışık birlikte) parlaklıktan çıkararak miktarı hesaplamayı başardı. Gezegenin gündüz tarafından aynı anda birden fazla dalga boyunda gelen kızılötesi ışık.
55 Cancri’nin önemli bir atmosfere sahip olabileceğinin ilk göstergesi, termal emisyonuna veya kızılötesi ışık biçiminde yayılan ısı enerjisine dayalı sıcaklık ölçümlerinden geldi. Gezegen, ince bir buharlaşmış kaya örtüsüne sahip koyu renkli erimiş kayalarla kaplıysa veya hiç atmosfer yoksa, gündüz tarafı 2200 derece civarında olmalıdır. santigrat.
Hu, “Bunun yerine, MIRI verileri yaklaşık 1500 santigrat derecelik nispeten düşük bir sıcaklık gösterdi” dedi. “Bu, enerjinin büyük olasılıkla uçucu madde bakımından zengin bir atmosfer tarafından gündüz tarafından gece tarafına dağıtıldığının çok güçlü bir göstergesidir.” Lav akıntıları bir miktar ısıyı gece tarafına taşısa da, soğutma etkisini açıklayacak kadar verimli bir şekilde hareket ettiremezler. Aslına bakılırsa, ısı gezegenin her tarafına eşit bir şekilde yayılmış olsa bile gündüz tarafı olması gerekenden birkaç yüz derece daha soğuk görünüyor. Yüzey tarafından yayılan kızılötesi ışığın bir kısmı atmosfer tarafından emiliyor ve teleskopa asla ulaşmıyorsa bu mantıklıdır.
Köpüren Magma Okyanusu
Ekip, 55 Cancri e’yi kaplayan gazların içeriden köpürdüğünü düşünüyor. Birincil atmosfer, yüksek sıcaklık ve yıldızdan gelen yoğun radyasyon nedeniyle çoktan yok olmuş olacaktı. Bu, magma okyanusu tarafından sürekli olarak yenilenen ikincil bir atmosfer olacaktır. Magma sadece kristaller ve sıvı kayalardan ibaret değildir; içinde bol miktarda çözünmüş gaz da vardır.
55 Cancri e, yaşanabilir olamayacak kadar sıcak olsa da, kayalık gezegenlerin atmosferleri, yüzeyleri ve iç kısımları arasındaki etkileşimleri incelemek için benzersiz bir pencere sağlayabilir ve belki de Dünya’nın erken dönemlerine dair bilgiler sağlayabilir. VenüsVe MarsGeçmişte magma okyanuslarıyla kaplı olduğu sanılıyor. Hu, “Sonuçta, kayalık bir gezegenin gaz açısından zengin bir atmosfere sahip olmasını hangi koşulların mümkün kıldığını anlamak istiyoruz: yaşanabilir bir gezegenin temel bileşeni” dedi.
Bu araştırma hakkında daha fazlası:
Referans: Renyu Hu, Aaron Bello-Arufe, Michael Zhang, Kimberly Paragas, Mantas Zilinskas, Christiaan van Buchem, Michael Bess, Jayshil Patel, Yuichi Ito, Mario Damiano, Markus Scheucher tarafından yazılan “Kayalık Ötegezegen 55 Cancri e’de ikincil bir atmosfer” , Apurva V. Oza, Heather A. Knutson, Yamila Miguel, Diana Dragomir, Alexis Brandeker ve Brice-Olivier Demory, 8 Mayıs 2024, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-024-07432-x