Po raz pierwszy znaleźliśmy dowody na obecność znaczącej atmosfery otaczającej skalisty świat poza Układem Słonecznym.
Nie pakujcie jeszcze walizek: mowa o planecie Janssen, czyli 55 Cancri E, Super-Ziemi tak blisko swojej gwiazdy macierzystej, że jej powierzchnia prawdopodobnie pokryta jest globalnym oceanem lawy.
Odkrycie, dokonane dzięki obserwacjom Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba, stanowi znaczący krok naprzód w badaniach planetarnych, mających na celu charakteryzację skalistych egzoplanet i wszystkich cudownych kształtów, jakie przyjmują w galaktyce Drogi Mlecznej.
Janssen krąży wokół gwiazdy o nazwie Copernicus, czyli 55 Cancri A, jaśniejszej z pary karłowatych gwiazd oddalonych o około 41 lat świetlnych od Ziemi. Copernicus był jedną z pierwszych gwiazd, u których odkryto egzoplanety, a każda z pięciu orbitujących wokół niego planet jest wyjątkowa na swój sposób.
Odkrycie Janssen ogłoszono w 2004 roku i od tamtej pory astronomowie są zafascynowani tą dziwną, obcą egzoplanetą. Ma ona około 8,8 razy większą masę i 1,95 razy większy promień niż Ziemia, a jej orbita wokół Copernicus trwa zaledwie 18 godzin. Temperatury na jej powierzchni są ekstremalne – 2573 kelwinów (2300 stopni Celsjusza) po stronie dziennej i 950 kelwinów niższe po stronie nocnej.
Te temperatury utrudniają obecność normalnej atmosfery, gdyż bliskość gwiazdy sprzyjałaby jej odparowywaniu. Jednak w 2016 roku naukowcy ogłosili, że wykryli wodór i hel w przestrzeni wokół Janssen, co sugerowało, że egzoplaneta zdołała zatrzymać część chmury, z której się uformowała.
Zespół naukowców pod kierownictwem planetologa Renyu Hu z NASA i California Institute of Technology wykorzystał teraz znacznie bardziej czuły JWST, aby zobaczyć, co naprawdę dzieje się na Janssen.
Obserwowali gwiazdę podczas wtórnych zaćmień, kiedy egzoplaneta przechodziła za nią. Następnie dokładnie porównali i przeanalizowali światło Copernicus z i bez dodatkowego światła Janssen. Na podstawie tych danych byli w stanie wyodrębnić termiczne światło emitowane przez samą egzoplanetę i porównać je z modelami różnych gazów w jej atmosferze.
Ich wyniki sugerują, że pierwotna atmosfera bogata w wodór i hel jest mało prawdopodobna. Ale jest tam coś innego: gęsta, lotna atmosfera bogata w tlenek węgla lub dwutlenek węgla. Mogą tam być również inne elementy, takie jak woda, dwutlenek siarki i fosfina.
Intensywne promieniowanie gwiazdy prawdopodobnie przyspiesza tempo, w jakim ten gaz ulatnia się w przestrzeń, co prowadzi naukowców do wniosku, że atmosfera nie uformowała się wraz z egzoplanetą, ale została wygenerowana i uzupełniona przez emisje gazów z magmy planety, podobnie jak atmosfera księżyca Jowisza, Io.
Naukowcy twierdzą, że może to wyjaśniać zmiany w emisji promieniowania cieplnego egzoplanety wykryte przez teleskop kosmiczny Spitzer. Tworzenie się i rozpadanie przejściowej atmosfery pasowałoby do danych, ale tak samo zmiany w składzie atmosfery, gdyż różne pierwiastki pochłaniają różne długości fal promieniowania.
Wciąż jest wiele, czego nie wiemy, ale dzięki tym nowym odkryciom nauka o planetach zrobiła kolejny krok w kierunku zrozumienia, jak formują się i ewoluują obce światy w Drodze Mlecznej.
„Nadal będziemy prowadzić obserwacje za pomocą JWST i innych obserwatoriów,” piszą naukowcy, „aby lepiej zrozumieć atmosferę i jej interakcję z powierzchnią i wnętrzem tej intrygującej skalistej planety.”
Źródło: Science Alert
