Сигнали з «пекельної планети» нарешті можуть бути розкриті телескопом JWST

Перша суперземля, яку коли-небудь виявили астрономи, видає дивні сигнали протягом майже двох десятиліть, і вчені, можливо, нарешті з’ясували, чому. Нове дослідження показує, що вулкани в цьому пекельному світі періодично відкриваються і викидають гарячий газ, який утворює атмосферу, лише для того, щоб ця атмосфера згоріла і знову залишила планету лисою. Перевірка цієї теорії включатиме навчання космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) на дивній екзопланеті.

Планета, 55 Cancri e, є скелястим світом, приблизно у вісім разів масивнішим за нашу планету, і була відкрита у 2004 році приблизно за 40 світлових років від Землі.

Планета знаходиться настільки близько до своєї материнської зірки, менше ніж на 2% відстані між Землею та Сонцем, що робить повний оберт всього за 17 годин. Це створює досить екстремальні умови на планеті, які не піддаються поясненню. Можливо, найбільш загадковим аспектом планети, як зазначено в статті, прийнятій у вересні до Astrophysical Journal Letters, є природа її транзитного сигналу. Це світло, видиме із Землі, коли 55 Cancri e перетинає поверхню своєї материнської зірки, створюючи крихітне затемнення, і світло, видиме, коли планета проходить позаду своєї зірки.

Іноді, коли 55 Cancri e проходить позаду своєї зірки, від самої планети не виходить видиме світло, тоді як в інших випадках планета випромінює сильний сигнал видимого світла. В інфрачервоному світлі завжди є сигнал, хоча сила сигналу різна.

Спостереження цього інфрачервоного світла за допомогою космічного телескопа Spitzer показали, що денна сторона планети зазнавала надзвичайно пекучої температури, яка перевищувала 4400 градусів за Фаренгейтом (2427 градусів за Цельсієм), тоді як нічна сторона мала холоднішу, але все ще пекельну температуру близько 2060 F. (1127 С).

У новому дослідженні автори припускають, що близькість планети до її зірки спричиняє викид газу, тобто гігантські вулкани та термальні джерела відкриваються, викидаючи в атмосферу гарячі елементи, багаті вуглецем. Але планета не може довго утримуватися в цій атмосфері через сильну спеку, і цей газ зрештою здувається, залишаючи планету оголеною, доки знову не почнеться виділення газів.

На відміну від більшості планет, атмосфера 55 Cancri e нестабільна. Процес виділення газів намагається збільшити атмосферу, тоді як екстремальна радіація та сонячний вітер від зірки здувають її. Але ці два процеси не врівноважені, що призводить до ситуації, коли іноді планета має атмосферу, а іноді її немає.

Дослідники вважають, що цей дисбаланс в атмосфері планети може пояснити дивні транзитні сигнали. Коли планета перебуває у своїй «лисій» фазі без атмосфери, видиме світло не виходить з атмосфери планети, оскільки його немає, але гаряча поверхня планети все ще випромінює інфрачервоне світло. Коли атмосфера роздмухується, як видиме світло, так і все випромінювання, що надходить від поверхні, виявляються в транзитному сигналі.

Хоча це лише гіпотеза, JWST пропонує спосіб її перевірити. Вимірявши тиск і температуру атмосфери планети, вчені могли визначити, чи завжди присутня атмосфера. Джерело