Super-jorden 55 Cancri e (også kendt. Janssen) er lidt berømt som exoplanet. Oprindeligt opdaget i 2004, var denne verden en af de få, hvis opdagelse foregik for Kepler mission. I 2016 var det også den første exoplanet, der havde sin atmosfære med succes karakteriseret. I årenes løb er der blevet gennemført adskillige undersøgelser på denne planet, der afslørede nogle ret interessante ting om dens sammensætning og struktur.
For eksempel troede forskere på et tidspunkt, at 55 Cancri e var en "diamantplanet", hvorimod nyere arbejde baseret på data fra Spitzer-rumteleskop konkluderede, at dens overflade var dækket af søer med varm lava. En ny undersøgelse foretaget af forskere fra NASAs Jet Propulsion Laboratory indikerer imidlertid, at trods sin intense overfladevarme har 55 Cancri e en atmosfære, der kan sammenlignes med Jordens, kun meget varmere!
Undersøgelsen med titlen "Et tilfælde for en atmosfære på superjord 55 Cancri e", dukkede for nylig op i The Astrophysical Journal. Anført af Isabel Angelo (en fysik-major med UC Berkeley) med bistand fra Renyu Hu - en astronom og Hubble Fellow med JPL og Caltech - gennemførte parret en mere detaljeret analyse af Spitzer data for at bestemme sandsynligheden og sammensætningen af en atmosfære omkring 55 Cancri e.
Tidligere undersøgelser af planeten bemærkede, at denne superjord (som er dobbelt så stor som vores planet) kredser meget tæt på sin stjerne. Som et resultat har den en meget kort omløbsperiode på ca. 17 timer og 40 minutter og er tidligt låst (med den ene side konstant vendt mod stjernen). Mellem juni og juli 2013, Spitzer observeret 55 Cancri e og opnåede temperaturdata ved hjælp af dets særlige infrarøde kamera.
Oprindeligt blev temperaturdataene set som en indikation af, at der eksisterede store lavaflejringer på overfladen. Efter at have analyseret disse data igen og kombineret dem med en ny model, som Hu tidligere har udviklet, begyndte teamet imidlertid at tvivle på denne forklaring. I henhold til deres fund skal planeten have en tyk atmosfære, da lavasøer udsat for rummet ville skabe varme steder med høje temperaturer.
Derudover bemærkede de også, at temperaturforskellene mellem dag- og nattsiden ikke var så betydningsfulde som tidligere antaget - en anden indikation af en atmosfære. Ved at sammenligne ændringer i klodens lysstyrke med energiflowmodeller konkluderede teamet, at en atmosfære med flygtige materialer var den bedste forklaring på de høje temperaturer. Som Renyu Hu forklarede i en nylig pressemeddelelse fra NASA:
”Hvis der er lava på denne planet, er det nødvendigt at dække hele overfladen. Men lavaen ville være skjult for vores synspunkt af den tykke atmosfære. Forskere har drøftet, om denne planet har en atmosfære som Jorden og Venus, eller bare en stenet kerne og ingen atmosfære, som Merkur. Sagen for en atmosfære er nu stærkere end nogensinde. ”
Ved hjælp af Hu's forbedrede model for, hvordan varme ville flyde over hele planeten og udstråle tilbage i rummet, fandt de, at temperaturer på dagsiden i gennemsnit ville være omkring 2573 K (2.300 ° C; 4.200 ° F). I mellemtiden ville temperaturer på den "kolde" side i gennemsnit være omkring 1573 - 1673 K (1.300 - 1.400 ° C; 2.400 - til 2.600 ° F). Hvis planeten ikke havde nogen atmosfære, ville forskellene i temperatur være langt mere ekstreme.
Angående sammensætningen af denne atmosfære afslørede Angelo og Hu, at den sandsynligvis ligner Jordens - indeholdende nitrogen, vand og endda ilt. Mens den er meget varmere, syntes den atmosfæriske tæthed også at være den som Jorden, hvilket antyder, at planeten mest sandsynligvis er stenet (alias jordisk) i sammensætning. På nedsiden er temperaturerne alt for varme til, at overfladen kan opretholde flydende vand, hvilket gør beboeligheden til en ikke-starter.
I sidste ende blev denne undersøgelse muliggjort takket være Hu's udvikling af en metode, der gør undersøgelsens exoplanet atmosfærer og overflader lettere. Angelo, der ledede undersøgelsen, arbejdede på det som en del af sit praktikophold hos JPL og tilpassede Hu's model til 55 Cancri e. Tidligere var denne model kun blevet anvendt til massegasgiganter, der kredser i nærheden af deres respektive solskin (også kaldet "Hot Jupiters").
Der er naturligvis uafklarede spørgsmål, som denne undersøgelse hjælper med at rejse, såsom hvordan 55 Cancri e har undgået at miste sin atmosfære til rummet. I betragtning af hvor tæt planeten kredser rundt om sin stjerne og det faktum, at den er tidligt låst, ville den være udsat for intense mængder af stråling. Yderligere undersøgelser kan hjælpe med at afsløre, hvordan dette er tilfældet, og vil hjælpe med til at fremme vores forståelse af store, stenede planeter.
Anvendelsen af denne model på en Super-Earth er det perfekte eksempel på, hvordan eksoplanetforskning har udviklet sig i de senere år. Oprindeligt var forskere begrænset til at studere gasgiganter, der kredser i nærheden af deres stjerner (såvel som deres respektive atmosfærer), da disse er de nemmeste at se og karakterisere. Men takket være forbedringer i instrumentering og metoder vokser udvalget af planeter, vi er i stand til at studere.
