Astronomi otkrili značajnu atmosferu na super-Zemlji udaljenoj 40 svjetlosnih godina

Po prvi put, znanstvenici su identificirali značajnu atmosferu koja okružuje stjenoviti egzoplanet izvan našeg Sunčevog sustava. Ipak, ne žurite pakirati kofere: ovaj planet, poznat kao Janssen ili 55 Cancri E, nalazi se toliko blizu svoje zvijezde da je prekriven globalnim oceanom užarene lave. Dakle, život kakav poznajemo tamo nije moguć. No, zahvaljujući svemirskom teleskopu James Webb, ovo otkriće je ključni napredak u planetarnoj astronomiji. Pruža nove uvide u karakteristike stjenovitih egzoplaneta i njihovih jedinstvenih formi u Mliječnom putu.

55 Cancri E kruži oko zvijezde Copernicus (55 Cancri A), svjetlijeg člana binarnog sustava udaljenog oko 41 svjetlosnu godinu od Zemlje. Copernicus je među prvim zvijezdama kod kojih su otkriveni egzoplaneti, a svih pet planeta koji ga okružuju jedinstveni su na svoj način. Otkriće 55 Cancri E prvi je put objavljeno 2004. godine, i od tada privlači pozornost astronoma. Sa svojom masom osam puta većom od Zemljine i radijusom gotovo dvostruko većim, 55 Cancri E je toliko blizu svoje zvijezde da za samo 18 sati napravi potpunu orbitu. Na dnevnoj strani temperature dosežu vrelih 2.573 Kelvina (2.300 stupnjeva Celzija).

Zanimljiva atmosfera

Ovi uvjeti otežavaju očuvanje atmosfere jer bi blizina zvijezdi potaknula isparavanje. Ipak, 2016. godine znanstvenici su otkrili tragove vodika i helija u okolini, što je sugeriralo da je planet uspio zadržati dio oblaka iz kojeg je formiran. Tim na čelu s Renyuom Huom iz NASA-inog JPL-a i Caltecha sada je pomoću napredne tehnologije teleskopa James Webb zavirio dublje u atmosferu 55 Cancri E. Tijekom sekundarnih pomrčina, znanstvenici su pažljivo promatrali Copernicus dok je 55 Cancri E prolazio iza njega, uspoređujući svjetlost zvijezde sa i bez dodatne svjetlosti planeta. Podaci su omogućili izolaciju toplinske svjetlosti koju emitira egzoplanet, te usporedbu s modelima različitih plinova u njegovoj atmosferi.

Rezultati pokazuju da prvobitna atmosfera bogata vodikom i helijem nije vjerojatna. No, otkrivena je gusta atmosfera bogata ugljičnim monoksidom ili ugljičnim dioksidom, s mogućim prisutnostima drugih elemenata poput vode, sumporovog dioksida i fosfina. Zračenje zvijezde ubrzava isparavanje plina u svemir, što sugerira da se atmosfera nije formirala s planetom, već je generirana ispuštanjem iz magmatskog oceana, slično kao atmosfera Jupiterovog mjeseca Io. Ovakva promjenjiva atmosfera može objasniti varijacije u toplinskom zračenju koje je zabilježio teleskop Spitzer. Alternativno, promjene u sastavu atmosfere također mogu biti uzrok.

Iako još mnogo toga ostaje nepoznato, ovo otkriće je značajan korak prema razumijevanju kako egzoplaneti nastaju i razvijaju se u Mliječnom putu. “Daljnja opažanja pomoću JWST-a i drugih opservatorija,” pišu istraživači, “pomoći će nam dodatno razumjeti atmosferu i njenu interakciju s površinom i unutrašnjosti ovog intrigantnog planeta.” Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature.