Jeden z najbližších exoplaniet v súhvezdí Rakovina, ktorý bol prvýkrát objavený v roku 2004, sa nedávno stal stredobodom pozorovania vesmírnych teleskopov Hubble, Spitzer a najväčších pozemných observatórií. Vďaka novým astronomickým prístrojom a algoritmom na analýzu údajov bolo teraz možné určiť prítomnosť a zloženie jeho atmosféry. V prípade exoplanet triedy „super-zem“sa takáto práca vykonala po prvýkrát.
Binárna hviezda 55 Rakovina už dlho priťahuje pozornosť. Je viditeľný na oblohe voľným okom, pretože je od nás vzdialený len 40,9 svetelných rokov a má svietivosť 0,6 slnečného žiarenia. Hlavná hviezda v tomto systéme patrí k rovnakému hlavnému spektrálnemu typu (GxV) ako Slnko. Jeho hmota je tiež blízka hmotnosti Slnka a okolo nej sa točí najmenej päť planét. Každá z nich bola detekovaná Dopplerovou spektroskopiou. Potom bol objav exoplanet potvrdený pozorovaniami na orbite a najväčšími pozemnými observatóriami.
Spomedzi všetkých exoplanet objavených v slnečnej hviezde najväčšiu pozornosť astronómov teraz priťahuje 55 rakovín e. Je to superzeme s vysokým obsahom uhlíka. S hmotnosťou 8,37 zemín a polomerom 2,17 násobkom zemského povrchu sa musia v jeho vnútornostiach vytvoriť podmienky na intenzívnu tvorbu diamantov. Podľa primárnych odhadov ich celkový objem presahuje veľkosť Zeme. Ďalší záujem o exoplanetu bol spôsobený skutočnosťou, že matematické modely predpovedali prítomnosť hustej atmosféry s vysokou pravdepodobnosťou obsahu vodných pár.
Hubbleov vesmírny teleskop (Obrázok: nasa.gov).
Dlho sa pokúšali tieto údaje potvrdiť alebo odmietnuť a špecifikovať parametre planéty, jej možné zloženie a pôvod. Od roku 2014 sa na tento účel používa najmodernejší prístroj Hubbleovho vesmírneho teleskopu, kamera WFC3. Pozorovania vo viditeľnom a blízkom infračervenom svetle však umožnili určiť iba pravidelné prechody exoplanety na pozadí materskej hviezdy bez poskytnutia nových informácií.
Vedcom pomohla úspešná lokalizácia exoplanety 55 Rak. Pretože je 64-krát bližšie k svojej hviezde ako Zem k Slnku, trvá iba 18 hodín ročne a povrch sa zahreje až na 2 000 K. Vďaka silnému zahrievaniu žiari v strede infračerveného žiarenia. Infračervená svietivosť, ktorá je pre planéty vzácna, umožňuje študovať ju nielen pozorovaním v optickom rozsahu, ale aj pomocou prístroja Spitzerovho orbitálneho ďalekohľadu.
Vesmírny ďalekohľad Spitzer (Obrázok: NASA / JPL-Caltech).
Kombinované údaje zozbierané vesmírnymi teleskopmi Hubble a Spitzer a pozemnými observatóriami umožnili vedcom z University College London posúdiť zloženie plynovej obálky exoplanety. Metódy spektrálnej analýzy chemického zloženia sa široko používajú na štúdium hviezd a atmosféry planét slnečnej sústavy, ale pre vzdialenú superzeme sa prvýkrát ukázali rovnako informatívne.
Propagačné video:
V atmosfére exoplanety 55 Cancer sa našlo veľké množstvo vodíka a hélia. Tieto svetelné prvky pravdepodobne zachytila skoro z oblaku ionizovaného plynu počas formovania miestneho slnka. Napriek všetkým očakávaniam a predbežným výpočtom sa vodná para v atmosfére exoplanety ešte nezistila ani v stopových množstvách.
Vďaka intenzívnemu zahrievaniu hviezdou 55 Rakovina A sa kôra super Zeme počas dňa neustále topí a sotva má čas na ochladenie cez noc. Pri stúpajúcich tokoch tepla do atmosféry neustále vstupujú častice uhlíka a jeho zlúčeniny, väčšinou anorganické. V priebehu rôznych reakcií sa tvoria hlavne oxidy, kyanovodík (para kyanovodíka) a acetylén. Prevaha oxidu uhoľnatého nad oxidom uhličitým naznačuje vysoký pomer uhlíka k kyslíku. „Prítomnosť kyanidu vodíka a ďalších molekúl, ktoré sme objavili, môže o niekoľko rokov potvrdiť ďalšia generácia infračervených ďalekohľadov. V tomto prípade dostaneme nové dôkazy o tom, že táto planéta je mimoriadne bohatá na uhlík a vo všeobecnosti veľmi neobvyklá, “- uviedol jeden z autorov štúdie Jonathan Tennyson (Jonathan Tennyson).
Andrey Vasilkov