Мистериозна топлинна сигнатура от екзопланета „Hellworld“ – на 40 светлинни години от Земята

В продължение на почти двадесет години учените са проследявали озадачаващи сигнали от масивна планета, известна като 55 Cancri e.

Огнената „планета ад“ – така наречената супер-Земя на около 40 светлинни години – може да достигне температури от над 4400 градуса по Фаренхайт през деня.

Скоро, с помощта на космическия телескоп Джеймс Уеб (JWST), изследователите се надяват да декодират напълно тези сигнали и да докажат дали планетата генерира или не цялата си атмосфера и я отделя под интензивната топлина на родителската си звезда.

Докато планетата минаваше покрай тази звезда, Коперник, учените записваха затъмнения и малки ореоли от светлина от звездата на Коперник, докато тази светлина преминаваше през адската атмосфера на 55 Cancri e към Земята.

Нова теория за изпаряващата се и подмладяваща атмосфера на 55 Cancri e, публикувана миналия септември, беше разработена след преразглеждане на записите на тези затъмнения.

Новата прогноза на изследователя: „тънка и преходна вторична атмосфера“ на 55 Cancri e, атмосфера, която е постоянно нестабилна поради постоянната си вулканична активност.

След като 55 Cancri e беше открит през 2004 г., учените решиха, че вероятно има вулкани, течаща лава и високоскоростни ветрове, носещи бури от „дъждовни“ скали.

Дори от по-хладната нощна страна, температурите от 55 Cancri e се движат при екстремната топлина на разтопената скала, която е около 2060 F.

Планетата вероятно е толкова гореща, според Лили Джао от Центъра за компютърна астрофизика на института Флатирон в Ню Йорк, „че нищо, за което знаем, не би могло да оцелее на повърхността“.

на Ново проучване Той използва видима и инфрачервена светлина, събрана от три отделни космически телескопа, за да моделира газовия състав на тази непрекъснато променяща се атмосфера около 55 Cancri e.

По същество се смята, че вулканите на адската планета редовно изхвърлят горещ газ, процес, естествено наречен „отгазяване“, който помита цялата планета в нови слоеве атмосфера.

Но скоро, като по часовник, суровата радиация на Слънцето и слънчевите ветрове лишиха 55 Cancri e от по-голямата част от неговата нова, прегрята атмосфера.

Но според автора на новото изследване, астрофизик Кевин Хенг От университета Лудвиг Максимилиан в Германия, тази нова атмосферна промяна не оставя цялата планета „плешива скала“, както предполагат предишните теории.

„Въпреки този контраст“, ​​пише Хенг, „дълбочината на неговата преходност [the area of eclipsing planet to its eclipsed star] Той остава доста стабилен във времето и не е съвместим с непрозрачни материали.“

С други думи, дори в най-„плешивото“ му състояние изглежда, че все още присъства някаква атмосфера, но видима само чрез нейния инфрачервен топлинен подпис.

Хенг откри доказателства от три орбитални телескопа, включително космическия телескоп Spitzer и космическия телескоп Cubes, показващи възможността за тънка, постоянно обновяваща се „вторична атмосфера“.

„Тъй като изпускащата атмосфера излиза и се регенерира, тя бързо се адаптира към радиационния баланс и температурните колебания причиняват различни дълбочини на инфрачервеното затъмнение“, пише Хенг.

Изследването на Хенг беше прието от списанието Astrophysical Journal Lettersно все още не е прегледан – той тества за възможно присъствие на различни газове в атмосферата на 55 Cancri e, за да помогне за потвърждаване на неговата хипотеза.

Установено е, че въглеродният оксид и въглеродният диоксид са по-вероятни от метана.

„Атмосферите, съдържащи чист метан, бяха изключени, защото не произвеждат достатъчно разсейване на Rayleigh“, пише Хенг.

Релеевото разсейване е изпитаното във времето правило за това как атмосферата се огъва, овлажнява и като цяло взаимодейства със светлината и е кръстено на британския физик от 19-ти век лорд Рейли, който пръв формулира принципа.

Според предишни теории за истинския адски свят, когато няма газова обвивка около 55 Cancri e, планетата излъчва само инфрачервена светлина.

Тези учени преди това са прогнозирали, че когато е налице атмосфера, както променливата видима, така и инфрачервената светлина ще допринесат за предавания сигнал.

Но теорията на Хениг се фокусира върху доказателства за инфрачервена светлина, за да изследва математически модел „доказателство за концепцията“, чрез който винаги може да остане малко количество атмосфера.

Астрофизиците, включително Хенг, се надяват, че космическият телескоп Джеймс Уеб на НАСА ще им помогне да измерят промените в инфрачервената и видимата светлина от „адската планета“, докато минава между Коперник в центъра на нейната слънчева система и телескопите тук, близо до Земята. .

„Адската планета“ е толкова близо до своята звезда-домакин, че завършва всяка нова орбита за по-малко от 20 часа, което също може да допринесе за нейната нестабилна среда, но също така означава много транзити и много затъмнения, от които да се събират данни.

„Предстоящите наблюдения с космическия телескоп Джеймс Уеб вероятно ще позволят измервания на атмосферната температура и повърхностното налягане, както и повърхностната температура“, пише Хенг в новата си статия.