Süper Dünya 55 Cancri e (diğer adıyla Janssen), güneşdışı gezegen gibi ünlüdür. Başlangıçta 2004 yılında keşfedilen bu dünya, keşfi Kepler misyon. 2016 yılına kadar atmosferini başarılı bir şekilde karakterize eden ilk dış gezegen oldu. Yıllar geçtikçe, bu gezegende bileşimi ve yapısı hakkında oldukça ilginç şeyler ortaya koyan çeşitli çalışmalar yapılmıştır.
Örneğin, bilim adamları bir zamanlar 55 Cancri e'nin bir “elmas gezegen” olduğuna inanırken, daha yeni çalışmalar Spitzer Uzay Teleskobu yüzeyinin sıcak lav gölleriyle kaplı olduğu sonucuna varılmıştır. Bununla birlikte, NASA'nın Jet Sevk Laboratuvarı bilim adamları tarafından yapılan yeni bir çalışma, yoğun yüzey sıcaklığına rağmen 55 Cancri e'nin Dünya'nınkine kıyasla daha sıcak bir atmosfere sahip olduğunu gösteriyor!
“Süper Dünya 55 Cancri e Üzerinde Bir Atmosfer Örneği” başlıklı çalışma, kısa süre önce Astrofizik Dergisi. Bir astronom ve JPL ve Caltech ile Hubble Üyesi Renyu Hu'nun yardımıyla Isabel Angelo (UC Berkeley ile fizik bölümü) tarafından yönetilen parite, Spitzer 55 Cancri civarında bir atmosferin olasılığını ve kompozisyonunu belirleyen veriler e.
Gezegenin önceki çalışmaları, bu süper Dünya'nın (gezegenimizin iki katı büyüklüğünde) yıldızına çok yakın yörüngede olduğunu kaydetti. Sonuç olarak, yaklaşık 17 saat 40 dakikalık çok kısa bir yörünge periyoduna sahiptir ve gelgitle kilitlenir (bir tarafı sürekli olarak yıldıza bakacak şekilde). 2013 Haziran ve Temmuz ayları arasında, Spitzer Özel kızılötesi kamerasını kullanarak 55 Cancri e ve sıcaklık verileri elde etti.
Başlangıçta sıcaklık verileri, yüzeyde büyük miktarda lav birikintisinin bulunduğunun bir göstergesi olarak görülüyordu. Ancak, bu verileri yeniden analiz ettikten ve daha önce Hu tarafından geliştirilen yeni bir modelle birleştirdikten sonra, ekip bu açıklamadan şüphe etmeye başladı. Bulgularına göre, gezegenin kalın bir atmosfere sahip olması gerekir, çünkü uzaya maruz kalan lav gölleri yüksek sıcaklıklarda sıcak noktalar yaratacaktır.
Dahası, gündüz ve gece tarafı arasındaki sıcaklık farklarının daha önce düşünüldüğü kadar önemli olmadığını belirttiler - bir atmosferin başka bir göstergesi. Gezegenin parlaklığındaki değişiklikleri enerji akışı modelleri ile karşılaştırarak, ekip uçucu maddeler içeren bir atmosferin yüksek sıcaklıklar için en iyi açıklama olduğu sonucuna vardı. Renyu Hu'nun yakın tarihli bir NASA basın açıklamasında açıkladığı gibi:
“Bu gezegende lav varsa, tüm yüzeyi kaplaması gerekir. Ancak lav, kalın atmosfer tarafından bizim görüşümüzden gizlenirdi. Bilim adamları bu gezegenin Dünya ve Venüs gibi bir atmosfere mi, yoksa sadece kayalık bir çekirdeğe ve Merkür gibi bir atmosfere sahip olup olmadığını tartışıyorlar. Atmosfer davası şimdi her zamankinden daha güçlü. ”
Hu’nın ısının gezegen boyunca nasıl akacağı ve uzaya nasıl yayılacağına ilişkin geliştirilmiş modelini kullanarak, gündüz tarafındaki sıcaklıkların ortalama 2573 K (2,300 ° C; 4,200 ° F) olacağını buldular. Bu arada, “soğuk” taraftaki sıcaklıklar ortalama 1573-1673 K (1,300 - 1,400 ° C; 2,400 - 2,600 ° F) olacaktır. Gezegenin atmosferi yoksa, sıcaklık farkları çok daha aşırı olurdu.
Bu atmosferin bileşimine gelince, Angelo ve Hu muhtemelen Dünya'nın nitrojen, su ve hatta oksijen içerenlere benzediğini açıkladı. Çok daha sıcak olsa da, atmosferik yoğunluk da Dünya'nınkine benzer görünüyordu, bu da gezegenin bileşimde büyük olasılıkla kayalık (yani karasal) olduğunu düşündürüyor. Aşağı yönde, sıcaklıklar yüzeyin sıvı suyu tutamayacağı kadar sıcaktır, bu da habitabiliteyi başlangıçsız hale getirir.
Nihayetinde, bu çalışma Hu'nun çalışmanın dış gezegen atmosferini ve yüzeylerini kolaylaştıran bir yöntem geliştirmesi sayesinde mümkün oldu. Çalışmayı yöneten Angelo, üzerinde JPL ile stajının bir parçası olarak çalıştı ve Hu’nın modelini 55 Cancri e'ye uyarladı. Daha önce, bu model sadece kendi güneşlerine yakın yörüngedeki kütle gazı devlerine uygulanmıştı (“Sıcak Jüpitler”).
Doğal olarak, bu çalışmanın ortaya çıkmasına yardımcı olan, 55 Cancri e'nin atmosferini uzaya kaybetmekten nasıl kaçındığı gibi çözülmemiş sorular var. Gezegenin yıldızına ne kadar yaklaştığı ve gelgit kilitli olduğu göz önüne alındığında, yoğun miktarda radyasyona maruz kalacaktır. Daha ileri çalışmalar bunun nasıl olduğunu ortaya çıkarmaya yardımcı olabilir ve büyük, kayalık gezegenler hakkındaki anlayışımızı ilerletmeye yardımcı olacaktır.
Bu modelin bir Süper Dünya'ya uygulanması, güneşdışı gezegen araştırmasının son yıllarda nasıl geliştiğinin mükemmel bir örneğidir. Başlangıçta, bilim adamları, yıldızlarının (ve ilgili atmosferlerinin yanı sıra) yörüngede dönen gaz devlerini incelemekle sınırlıydılar, çünkü bunlar tespit edilmesi ve karakterize edilmesi en kolay olanlardır. Ancak enstrümantasyon ve yöntemlerdeki gelişmeler sayesinde çalışabildiğimiz gezegenlerin çeşitliliği artıyor.
