Po pomyślnym skalibrowaniu instrumentów naukowych Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, NASA chce w pierwszym roku zbadać dwie gorące egzoplanety, które zostały sklasyfikowane jako „superziemie” ze względu na ich rozmiar i skład skalny. NASA ogłosiła w ten czwartek.

W szczególności egzoplanety pokryte lawą 55 Cancri e i LHS 3844 b, które, jak się zakłada, są w dużej mierze pozbawione powietrza. Według NASA geologia planet będzie badana za pomocą spektrometrów wysokiej rozdzielczości Teleskopu Jamesa Webba. NASA obiecuje uzyskać nowy wgląd w geologiczną różnorodność planet w galaktyce. Jednocześnie naukowcy mają nadzieję, że będą w stanie wyciągnąć wnioski na temat ewolucji planet skalistych, takich jak Ziemia, z badania dwóch super-Ziemi.

Egzoplanety pokryte lawą 55 Cancri e

55 Cancri e to egzoplaneta krążąca wokół gwiazdy podobnej do Słońca 55 Cancri A około 40 lat świetlnych od Ziemi. 55 Canri e jest jedną z pięciu znanych obecnie planet pozasłonecznych. 55 Cancri E jest obecnie najbliżej gwiazdy i okrąża ją w odległości mniejszej niż 1,5 miliona km w ciągu 18 godzin. Na tej planecie stało się bardzo niewygodnie. Bliskość 55 cancri A powoduje, że temperatury powierzchniowe znacznie przekraczają temperaturę topnienia typowych minerałów skałotwórczych. Z drugiej strony prawą stronę planety pokrywają oceany lawy, NASA pisze.

Naukowcy uważają, że bliskość 55 Cancri e do gwiazdy podobnej do Słońca oznacza, że ​​jedna strona zewnętrznej planety jest zawsze zwrócona w stronę gwiazdy. Zwykle powinien to być najgorętszy obszar. Jednak obserwacje za pomocą Kosmicznego Teleskopu Spitzera wskazują, że tak nie jest.

Renew Ho z Jet Propulsion Laboratory NASA oferuje próbę wyjaśnienia tego. On i jego koledzy uważają, że planeta ma gęstą, dynamiczną atmosferę zdominowaną przez tlen i azot. Aby uchwycić zakres emisji ciepła z egzoplanety, on i jego zespół naukowy planują zbadać widmo emisji termicznej po stronie dziennej planety za pomocą kamer bliskiej podczerwieni (NIRCam) i instrumentu średniej podczerwieni (MIRI) na pokładzie Jamesa Webba. Jeśli atmosfera wynosi 55 kankry, można to wykryć za pomocą instrumentów. Przyrządy mają niezbędną czułość i zakres długości fal, aby móc to stwierdzić.

Możliwość deszczu z lawy

Istnieje jednak inne wyjaśnienie odchylenia temperatury. Dostarczył go szwedzki astronom Alexis Brandeker, który pracuje na Uniwersytecie Sztokholmskim. Sugeruje się, że 55 Cancri e może nie być związane z pływami. Podobnie jak Merkury, planeta może obracać się trzy razy na dwie orbity (rezonans 3:2), dzięki czemu może mieć cykl dzień-noc. Według Brandekera wyjaśniałoby to, dlaczego najgorętsza część jest w innym miejscu niż powinna.

„Podobnie jak na Ziemi, nagrzanie powierzchni zajmie trochę czasu”, wyjaśnia. „Najgorętszą porą dnia będzie popołudnie, a nie samo południe”. Brandeker również chce potwierdzić to założenie za pomocą kamery NIRCam Jamesa. W tym celu ciepło emitowane po oświetlonej stronie planety rejestrowane jest na czterech orbitach. Jeśli jest echo 3:2, półkulę można zaobserwować dwukrotnie. W ten sposób w ciągu dnia powierzchnia nagrzewałaby się, stopiła, wyparowała i utworzyła „bardzo cienką atmosferę”, którą można wykryć za pomocą teleskopu kosmicznego. Ta para ochładza się wieczorem, opada na powierzchnię i ponownie twardnieje w nocy, to hipoteza Brandekera.

Analiza skał LHS 3844 b

LHS 3844 b wygląda inaczej niż 55 Cancri e, ale nie mniej egzotycznie. Okrąża również swoją gwiazdę w bliskiej odległości w ciągu 11 godzin. Jednak jej gwiazda jest mała i raczej zimna. Oznacza to, że powierzchnia mogła się nie stopić. Przyjmuje się jednak temperatury przekraczające 525°C. NASA twierdzi, że obserwacje za pomocą teleskopu Spitzera wskazują, że LHS 3844 b nie ma atmosfery, o której można by mówić.

Chociaż powierzchni z Jamesem Webbem „nie można ustawić bezpośrednio”. Jednak powierzchnię można zbadać spektroskopowo ze względu na brak tajemniczej atmosfery. W ten sposób dominujące skały można zidentyfikować na podstawie różnych widm typów skał, wyjaśnia Laura Kreidberg, szefowa działu APEx w Instytucie Astronomii im. Maxa Plancka. Aby to zrobić, ona i jej zespół chcą zarejestrować widmo emisji termicznej od strony dziennej za pomocą MIR i porównać określone w ten sposób widma z widmami znanych skał, takich jak bazalt i granit. Jeśli na planecie są aktywne wulkany, można to również udowodnić.

Wnioski z super-ziemskich planet na Ziemię

Kreidberg stawia hipotezę, że wyniki obserwacji mogą dostarczyć informacji o innych planetach podobnych do Ziemi. Odkrycia mogą również dostarczyć wskazówek, „jak wyglądała wczesna Ziemia, gdy była tak gorąca, jak te planety dzisiaj”.

(olp)