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.
„Webbas“ plečia egzoplanetų tyrimų ribas iki uolinių planetų, - sakė Renyu Hu pagrindinis neseniai žurnale „Nature“ paskelbto straipsnio autorius.
55 Cancri e: Karšta uolinė planeta
55 Cancri e yra viena iš penkių žinomų planetų, skriejančių aplink į Saulę panašią žvaigždę Vėžio žvaigždyne. 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. Nepaisant visos virtinės stebėjimų nuo tada, kai 55 Cancri e buvo atrasta, klausimas, ar ji turi atmosferą, taip ir liko neatsakytas.
Atmosferos paieškos
„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.
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.
Astronomai naudojo Jameso Webbo teleskopo NIRCam (angl. Near-Infrared Camera) kamerą ir instrumentą MIRI (angl.
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.
„Tačiau MIRI duomenys parodė palyginti žemą temperatūrą - apie 1540 laipsnių pagal Celsijų, - sakė Renyu Hu.
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.
Atmosferos kilmė ir evoliucija
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.
Tikėtina, kad bet kokia planetą supanti atmosfera dėl sąveikos su magmos vandenynu būtų sudėtingesnė ir nuolat kintanti.
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.
Nauji Keplerio teleskopo duomenų analizės metodai
Keplerio teleskopas, veikęs nuo 2009 iki 2018 metų, stebėjo daugiau nei 200 tūkstančių žvaigždžių, ieškodamas aplink jas besisukančių planetų.
Paieškas jis vykdė tranzitų metodu - atidžiai sekė žvaigždės šviesio kitimą ir ieškojo trumpų nedidelių priblėsimų, įvykstančių planetai skrendant (tranzituojant) tarp mūsų ir žvaigždės.
Šiuo metodu daug lengviau aptikti dideles planetas, panašias į Jupiterį ar Saturną - būtent tokios didžiąja dalimi ir sudaro daugiau nei 4000 Keplerio radinių.
Tačiau dabar pasiūlytas naujas duomenų analizės metodas, leidžiantis aptikti daug mažesnes planetas.
Ankstesnėje analizėje buvo daroma prielaida, kad prasidėjus tranzitui, žvaigždė greitai pritemsta iki mažesnio šviesio, tada beveik visą tranzitą šviečia vienodai, o prieš pat jo pabaigą vėl paryškėja, planetai nuslenkant nuo žvaigždės disko.
Toks scenarijus yra daugmaž teisingas planetų-milžinių tranzitų metu, bet mažosioms planetoms nelabai tinka.
Jų tranzitai žvaigždę pritemdo tolygiai po truputį, o mažiausias šviesis pasiekiamas tik labai trumpą laiko tarpą ties tranzito viduriu.
Naujame metode tranzitų ieškoma įvertinant šį nevienodą nuolat kintantį gylį.
Taip atrastos 18 naujų planetų, mažesnių už Neptūną.Kai kurios iš jų mažesnės ir už Žemę.