הקונספט של אמן זה מראה כיצד יכול להיראות כוכב הלכת 55 Cancri e. נקרא גם Janssen, 55 Cancri e הוא מה שנקרא סופר-אדמה, כוכב לכת סלעי גדול משמעותית מכדור הארץ אך קטן מנפטון, המקיף את הכוכב שלו במרחק של 1.4 מיליון מיילים בלבד (0.015 יחידות אסטרונומיות), ומשלים מסלול שלם אחד. תוך פחות מ-18 שעות. (מרקורי רחוקה מהשמש פי 25 מ-55 Cancri e מהכוכב שלה.) המערכת, הכוללת גם ארבעה כוכבי לכת ענקיים ענקיים, ממוקמת כ-41 שנות אור מכדור הארץ, בקבוצת הכוכבים סרטן. קרדיט: נאס"א, ESA, CSA, ראלף קרופורד (STScI)
תצפיות אחרונות של ה טלסקופ החלל ג'יימס ווב שפכו אור על כדור-העל האניגמטי 55 Cancri e, וחשפו את האטמוספירה הסבירה שלו המורכבת מגזים כמו פחמן חד-חמצני או דו-חמצני. תגלית זו מדגישה את התנאים הקיצוניים של כוכב הלכת בשל קרבתו לכוכב שלו, והפוטנציאל שלו להציע תובנות לגבי האטמוספרות המוקדמות של כוכבי לכת סלעיים.
55 Cancri e הוא אחד מחמישה כוכבי לכת ידועים המקיפים כוכב דמוי שמש בקבוצת הכוכבים סרטן. עם קוטר כמעט פי שניים מזה של כדור הארץ וצפיפות מעט יותר גדולה, כוכב הלכת מסווג כעל כדור הארץ: גדול מכדור הארץ, קטן מכדור הארץ נפטוןודומה בהרכבם לכוכבי הלכת הסלעיים במערכת השמש שלנו.
בריס-אוליבייה דמורי מהמרכז לחלל ומגורים CSH של אוניברסיטת ברן וחבר ב-NCCR PlanetS הוא מחבר שותף של המחקר שפורסם זה עתה ב טֶבַע.
הוא אומר: "55 Cancri e הוא אחד מכוכבי הלכת האניגמטיים ביותר. למרות כמויות עצומות של זמן תצפית שהושגו עם תריסר מתקני קרקע וחלל בעשור האחרון, טבעו נותר חמקמק, עד היום, כאשר ניתן היה להרכיב סוף סוף חלקים מהפאזל הודות לטלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST) ."
באופן בלתי צפוי, תצפיות אלו מראות כי ייתכן שכוכב לכת סלעי חם ומוקרן מאוד יקיים אטמוספרה גזית, וזה מבשר טובות על יכולתו של JWST לאפיין כוכבי לכת סלעיים קרירים יותר – בעלי פוטנציאל למגורים – המקיפים כוכבים דמויי שמש. Renyu Hu מ נאס"אהמעבדה להנעת סילון (JPL) מוביל את הצוות המפרסם את התוצאות שלהם טֶבַע. "JWST באמת דוחף את הגבולות של אקסופלנט אפיון לכוכבי לכת סלעיים", אמר הו. "זה באמת מאפשר סוג חדש של מדע."
התרשמות האמן מ-CHEOPS. קרדיט: ESA / ATG medialab
טלסקופ החלל CHEOPS סיפק ממצאים חשובים
דמורי הוזמן לתוכנית המחקר על ידי הו שהיה אחד מעמיתיו כשהיה במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT). Demory לומד 55 Cancri e מתחילת הקריירה שלו: "כפוסט דוקטורט ב-MIT הובלתי את גילוי המעבר הראשון של 55 Cancri e, ובשנת 2016 הצוות שלי פרסם את המפה הראשונה של כוכב לכת סלעי, שהיה בן 55 Cancri ה."
התוצאה של 2016 כבר רמזה על נוכחות אפשרית של אווירה סביב 55 Cancri e. עבור המחקר הנוכחי, Demory ערך ניתוח עצמאי של מערך הנתונים של JWST. הוא מסביר: "בשנתיים האחרונות, טלסקופ החלל CHEOPS שפותח ונבנה באוניברסיטת ברן, היה המפתח בפתרון מספר שאלות שהיו לאסטרופיזיקאים בערך 55 Cancri e. JWST השלים את התמונה הזו באורכי גל אינפרא אדום בכך שהראה ש-Super-Earth 55 Cancri e עשוי להיות מוקף באטמוספירה בעלת הרכב התואם עם פחמן חד חמצני או פחמן דו חמצני.
סופר-חם סופר-אדמה ועדיין קריר מהצפוי
למרות ש-55 Cancri e דומה בהרכבו לכוכבי הלכת הסלעיים במערכת השמש שלנו, תיאורו כ"סלעי" עלול להשאיר רושם מוטעה. כוכב הלכת סובב כל כך קרוב לכוכב שלו (מסלול מלא נמשך 18 שעות, בהשוואה ל-365 הימים של כדור הארץ שלנו) עד שפני השטח שלו חייבים להיות מותכים – אוקיינוס עמוק ומבעבע של מאגמה. עם מסלול כה הדוק, סביר להניח שכוכב הלכת יהיה נעול בגאות, עם צד יום הפונה לכוכב בכל עת וצד לילה בחושך תמידי. "כוכב הלכת כל כך חם שחלק מהסלע המותך אמור להתאדות", הסביר הו.
למרות ש-JWST אינו יכול לתפוס תמונה ישירה של 55 Cancri e, הוא יכול למדוד שינויים עדינים באור מהמערכת כאשר כוכב הלכת מקיף את הכוכב. הצוות השתמש ב-NIRCam של JWST (מצלמה קרובה לאינפרא אדום) וב-MIRI (מכשיר באמצע אינפרא אדום) כדי למדוד אור אינפרא אדום שמקורו בכוכב הלכת. על ידי הפחתת הבהירות במהלך הליקוי המשני, כאשר כוכב הלכת נמצא מאחורי הכוכב (אור כוכבים בלבד), מהבהירות כאשר כוכב הלכת נמצא ממש ליד הכוכב (אור מהכוכב והכוכב ביחד), הצוות הצליח לחשב את הכמות של אור אינפרא אדום המגיע מהיממה של כדור הארץ באורכי גל מרובים בו זמנית.
האינדיקציה הראשונה לכך ש-55 Cancri יכולה להיות בעלת אטמוספירה משמעותית הגיעה ממדידות טמפרטורה המבוססות על פליטת החום שלה, או אנרגיית חום המופקת בצורה של אור אינפרא אדום. אם כוכב הלכת מכוסה בסלע מותך כהה עם צעיף דק של סלע אידוי או ללא אטמוספירה כלל, שעון היום צריך להיות בסביבות 2200 מעלות צֶלסִיוּס.
"במקום זאת, נתוני ה-MIRI הראו טמפרטורה נמוכה יחסית של כ-1500 מעלות צלזיוס", אמר הו. "זו אינדיקציה חזקה מאוד לכך שהאנרגיה מתפזרת מהיום ללילה, ככל הנראה על ידי אטמוספירה עשירה בנדיפות." בעוד שזרמים של לבה יכולים לשאת מעט חום אל הלילה, הם לא יכולים להזיז אותו ביעילות מספיק כדי להסביר את אפקט הקירור. למעשה, שעון היום נראה קריר בכמה מאות מעלות ממה שהוא צריך, גם אם החום מתפזר באופן שווה על פני כדור הארץ. זה הגיוני אם חלק מאור האינפרא אדום הנפלט על ידי פני השטח נספג באטמוספירה, ולעולם לא מגיע לטלסקופ.
מאגמה אוקיינוס מבעבע
הצוות חושב שהגזים המכסים את 55 Cancri e מבעבעים החוצה מהפנים. האטמוספרה הראשונית תיעלם מזמן בגלל הטמפרטורה הגבוהה והקרינה העזה מהכוכב. זו תהיה אטמוספירה משנית שמתחדשת ברציפות על ידי האוקיינוס המאגמה. מאגמה היא לא רק גבישים וסלע נוזלי, יש בה גם הרבה גז מומס.
בעוד ש-55 Cancri e חם מדי מכדי להיות ראוי למגורים, הוא יכול לספק חלון ייחודי לחקר האינטראקציות בין אטמוספרות, משטחים ופנים של כוכבי לכת סלעיים, ואולי לספק תובנות על כדור הארץ המוקדם, וֵנוּסו מַאְדִים, שלדעתם כוסו באוקיינוסים מאגמה הרחק בעבר. "בסופו של דבר, אנחנו רוצים להבין אילו תנאים מאפשרים לכוכב לכת סלע לקיים אטמוספרה עשירה בגז: המרכיב העיקרי לכוכב לכת ראוי למגורים", אמר הו.
עוד על המחקר הזה:
- ווב מוצא אווירה על כוכב הלכת הרוקי בפעם הראשונה
- גילוי אטמוספרי ראשון בסופר-אדמה סלעי
