Космический телескоп Уэбб обнаружил атмосферу экзопланеты 55 Cancri e
Исследователи с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, возможно, обнаружили доказательства присутствия атмосферных газов вокруг 55 Cancri e, скалистой экзопланеты, расположенной в 41 световом году от Земли. Это открытие считается лучшим на данный момент доказательством существования атмосферы на каменистой планете за пределами нашей Солнечной системы.
Реньо Ху из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) является ведущим автором статьи, опубликованной в журнале Nature. «Уэбб расширяет границы описания экзопланет до скалистых планет» Он сказал. «Это действительно открывает возможности для нового вида науки».
55 Cancri e классифицируется как суперземля, так как она примерно в два раза больше Земли в диаметре и немного более плотная. Он вращается так близко к своей звезде, что его поверхность, вероятно, расплавлена и представляет собой океан текущей магмы. Планета, вероятно, также заблокирована приливами: ее дневная сторона всегда обращена к звезде, а ночная сторона находится в вечной темноте.
Несмотря на многочисленные наблюдения с момента открытия транзита в 2011 году, вопрос о том, есть ли у 55 Cancri e атмосфера, остается без ответа. В отличие от атмосфер газового гиганта, более тонкие и плотные атмосферы, окружающие скалистые планеты, остались неуловимыми.
[Image description: Diagram of a secondary eclipse and a graph of change in brightness over time. Below the diagram is a graph showing the change in brightness of mid-infrared light emitted by the star-planet system over the course of about four and a half hours. The infographic shows that the brightness of the system decreases as the planet moves behind the star.] Источник изображения: НАСА, ЕКА, ККА, Дж. Олмстед (STScI), А. Белло-Аруфе (Лаборатория реактивного движения).
Чтобы отличить планету от атмосферы или просто тонкого слоя испаренной породы, исследователи использовали Webb NIRCam и MIRI для измерения инфракрасного света размером от 4 до 12 микрон, исходящего от планеты. Хотя Уэбб не может получить прямое изображение 55 Cancri e, он может измерить тонкие изменения в свете всей системы, когда планета вращается вокруг звезды.
Команда смогла подсчитать количество инфракрасного излучения различной длины, исходящего с дневной стороны планеты. Этот метод, известный как спектроскопия вторичного затмения, аналогичен методу, используемому другими исследовательскими группами для поиска атмосфер на скалистых экзопланетах.
Первым признаком того, что у 55 Cancri e может быть значительная атмосфера, стали измерения температуры, основанные на ее тепловом излучении. Если планета покрыта темной расплавленной породой с тонкой завесой испаренной породы или не имеет атмосферы, дневная температура должна составлять около 2200 градусов по Цельсию. Вместо этого данные MIRI показали относительно низкую температуру — около 1540 градусов по Цельсию. Это говорит о том, что энергия распространяется от дневной стороны к ночной, скорее всего, через богатую, изменчивую атмосферу.
[Image description: Graph showing the brightness of light captured by Webb’s NIRCam and MIRI instruments plotted alongside two different model emission spectra, and an illustration of the planet and its star in the background.] Источник изображения: НАСА, ЕКА, ККА, Дж. Олмстед (STScI), Р. Ху (Лаборатория реактивного движения), А. Белло-Аруфе (Лаборатория реактивного движения), М. Чжан (Чикагский университет), М. Зилинскас (Нидерландский институт космоса SRON). Исследовать) . )
Когда команда посмотрела на данные NIRCam, они увидели закономерности, соответствующие богатой и изменчивой атмосфере. «Мы видим свидетельства провала в спектре между 4 и 5 микронами, и меньше этого света достигает телескопа». Объяснил соавтор Аарон Белло-Арофф, также из Лаборатории реактивного движения. «Это предполагает атмосферу, содержащую окись углерода или двуокись углерода, оба из которых поглощают эти длины волн света».
Это захватывающее открытие расширит наше понимание экзопланет и их атмосфер. Возможности Уэбба также позволят ученым продолжить исследование каменистых планет и расширить границы исследований экзопланет.
Ссылка на журнал
- Хе Р., Чжан М., Парагас К., Жилинскас М., ван Ботчем К., Пейс М., Патель Дж., Ито Ю., Дамиано М., Шухер М. , Оза А.В., Кнутсон Х.А., Мигель Ю., Драгомир Д., Брандекер А. и Демори Б. (2024). Вторичная атмосфера на каменистой экзопланете 55 Cancri e. природа, 1-2. Цифровой идентификатор: 10.1038/s41586-024-07432-x