Viena no tuvākajām eksoplanētām vēža zvaigznājā, kas pirmo reizi tika atklāta 2004. gadā, nesen ir kļuvusi par uzmanības centrā kosmosa teleskopiem Habla, Špicerā un lielākajām uz zemes bāzētajām observatorijām. Pateicoties jaunajiem astronomiskajiem instrumentiem un datu analīzes algoritmiem, tagad ir bijis iespējams noteikt atmosfēras klātbūtni un sastāvu. "Super-zemes" klases eksoplanetām šāds darbs tika veikts pirmo reizi.
Binārā zvaigzne 55 Vēzis jau sen ir piesaistījis uzmanību. Tas ir redzams debesīs ar neapbruņotu aci, jo tas atrodas tikai 40,9 gaismas gadu attālumā no mums, un tā spožums ir 0,6 saules. Šīs sistēmas galvenā zvaigzne pieder tam pašam galvenajam spektra tipam (GxV) kā Saule. Arī tās masa ir tuva Saules masai, un ap to griežas vismaz piecas planētas. Katru no tiem noteica ar Doplera spektroskopiju. Tad eksoplanētu atklāšana tika apstiprināta ar novērojumu palīdzību, kas tika veikti orbītā un lielākajās uz zemes esošajās observatorijās.
Starp visām eksoplanetām, kas atklātas saulē līdzīgā zvaigznē, vislielāko astronomu uzmanību tagad piesaista 55 Vēzis e. Tā ir virszemes zeme ar augstu oglekļa saturu. Tā kā zemes masa ir 8,37 zemes un rādiuss ir 2,17 reizes lielāks nekā zemes, tās zarnās ir jārada apstākļi intensīvai dimantu veidošanai. Saskaņā ar sākotnējiem aprēķiniem to kopējais tilpums pārsniedz Zemes lielumu. Papildu interese par eksoplanetu bija saistīta ar faktu, ka matemātiskie modeļi paredzēja blīvas atmosfēras klātbūtni ar lielu ūdens tvaiku satura varbūtību.
Habla kosmiskais teleskops (attēls: nasa.gov).
Ilgu laiku viņi mēģināja apstiprināt vai noliegt šos datus, norādot planētas parametrus, tās iespējamo sastāvu un izcelsmi. Kopš 2014. gada tam tiek izmantots Habla kosmiskā teleskopa vismodernākais instruments, WFC3 kamera. Tomēr novērojumi redzamā un tuvu infrasarkanā gaismā ļāva noteikt tikai regulāru eksoplanetes tranzītu uz vecāku zvaigznes fona, nesniedzot jaunu informāciju.
Pētniekiem palīdzēja veiksmīgā eksoplanētas 55 Vēzis atrašanās vieta e. Tā kā tā ir 64 reizes tuvāk zvaigznei nekā Zeme ir saulei, tā ilgst tikai 18 stundas gadā, un virsma sakarst līdz 2000 K. Spēcīgas sildīšanas dēļ tā spīd vidējā infrasarkanā diapazonā. Infrasarkanās gaismas spīdums, kas reti sastopams planētām, ļauj to izpētīt ne tikai ar novērojumiem optiskajā diapazonā, bet arī ar Spicera orbitāla teleskopa aparātu.
Spicera kosmiskais teleskops (attēls: NASA / JPL-Caltech).
Habla un Spitzera kosmosa teleskopu un uz zemes esošo observatoriju apkopotie dati ļāva Londonas Universitātes Koledžas pētniekiem spriest par eksoplanētas gāzes apvalka sastāvu. Ķīmiskā sastāva spektrālās analīzes metodes tiek plaši izmantotas, lai izpētītu zvaigznes un Saules sistēmas planētu atmosfēru, bet tālajai superzemei tās pirmo reizi izrādījās tikpat informatīvas.
Reklāmas video:
Exoplanet 55 Cancer atmosfērā tika atrasts liels daudzums ūdeņraža un hēlija. Droši vien vietējās saules veidošanās laikā viņa, iespējams, agri uztvēra šos gaismas elementus no jonizētas gāzes mākoņa. Neskatoties uz visām cerībām un provizoriskajiem aprēķiniem, ūdens tvaiki eksoplanētas atmosfērā vēl nav atklāti pat nelielos daudzumos.
Sakarā ar intensīvo karsēšanu, ko veic zvaigzne 55 Cancer A, virszemes Zemes garoza dienas laikā pastāvīgi kūst un gandrīz nav laika atdzist pa nakti. Augot augošām siltuma plūsmām, oglekļa un tā savienojumu daļiņas, galvenokārt neorganiskas, pastāvīgi nonāk atmosfērā. Dažādu reakciju laikā galvenokārt veidojas oksīdi, ciānūdeņradis (ciānūdeņraža tvaiki) un acetilēns. Oglekļa oksīda pārsvars pār oglekļa dioksīdu norāda uz augstu oglekļa un skābekļa attiecību. “Cianūdeņraža un citu mūsu atklāto molekulu klātbūtni dažos gados var apstiprināt nākamās paaudzes infrasarkanie teleskopi. Šajā gadījumā mēs saņemsim jaunus pierādījumus tam, ka šī planēta ir ārkārtīgi bagāta ar oglekli un kopumā ļoti neparasta,”- komentēja viens no pētījuma autoriem Jonathan Tennyson (Jonathan Tennyson).
Andrejs Vasilkovs