Загадочный тепловой след экзопланеты «Адский мир» в 40 световых годах от Земли

На протяжении почти двадцати лет ученые отслеживали загадочные сигналы от массивной планеты, известной как 55 Cancri e.

Огненный «планетный ад» — так называемая супер-Земля, расположенная примерно в 40 световых годах от нас, — может достигать температуры более 4400 градусов по Фаренгейту на своей дневной стороне.

Вскоре с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) исследователи надеются полностью расшифровать эти сигналы и доказать, генерирует ли планета всю свою атмосферу и сбрасывает ее под сильным жаром своей родительской звезды.

Когда планета проходила мимо звезды Коперника, ученые фиксировали затмения и небольшие ореолы света от звезды Коперника, когда этот свет проходил через адскую атмосферу 55 Рака е по направлению к Земле.

Новая теория об испаряющейся и омолаживающейся атмосфере 55 Рака e, опубликованная в сентябре прошлого года, была разработана после пересмотра записей этих затмений.

Новое предсказание исследователя: на 55 Cancri e «тонкая и непостоянная вторичная атмосфера», атмосфера, которая постоянно нестабильна из-за постоянной вулканической активности.

После того, как в 2004 году была открыта 55 Cancri e, ученые решили, что на ней, вероятно, есть вулканы, текущая лава и высокоскоростные ветры, несущие штормы «дождевых» камней.

Даже на более прохладной ночной стороне температура 55 Cancri e колеблется при чрезвычайно высокой температуре расплавленной породы, которая составляет около 2060 F.

По словам Лили Чжао из Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрон в Нью-Йорке, планета, вероятно, настолько горячая, что «ничего из того, о чем мы знаем, не сможет выжить на поверхности».

тот Новое исследование Он использовал видимый и инфракрасный свет, собранный тремя отдельными космическими телескопами, для моделирования газового состава постоянно меняющейся атмосферы, окружающей 55 Cancri e.

По сути, считается, что вулканы адской планеты регулярно выбрасывают горячий газ — процесс, который естественным образом называется «дегазацией», который переносит всю планету в новые слои атмосферы.

Но вскоре, как по маслу, суровое излучение Солнца и солнечные ветры лишили 55 Cancri e большей части новой, перегретой атмосферы.

Но по словам автора нового исследования, астрофизика Кевин Хенг По данным Университета Людвига-Максимилиана в Германии, это новое изменение атмосферы не превращает всю планету в «лысую скалу», как предполагают предыдущие теории.

«Несмотря на этот контраст, — писал Хэн, — глубина его транзитивности [the area of eclipsing planet to its eclipsed star] Он остается довольно стабильным с течением времени и не совместим с непрозрачными материалами».

Другими словами, даже в самом «голом» состоянии некоторая атмосфера все еще присутствует, но видна только через ее инфракрасную тепловую сигнатуру.

Хенг обнаружил данные трех орбитальных телескопов, включая космический телескоп Спитцер и космический телескоп Кубс, указывающие на возможность существования тонкой, постоянно обновляющейся «вторичной атмосферы».

«По мере того, как выделяющая газ атмосфера выходит и регенерирует, она быстро адаптируется к радиационному балансу, а колебания температуры приводят к изменению глубины инфракрасного затмения», — написал Хэн.

Исследование Хэна было принято журналом Письма в астрофизическом журналено еще не рассмотрен — он проверил возможное присутствие различных газов в атмосфере 55 Cancri e, чтобы подтвердить свою гипотезу.

Установлено, что оксид углерода и углекислый газ более вероятны, чем метан.

«Атмосферы, содержащие чистый метан, были исключены, поскольку они не производят достаточного рэлеевского рассеяния», — написал Хенг.

Рэлеевское рассеяние — это проверенные временем правила того, как атмосфера изгибается, ослабляется и вообще взаимодействует со светом. Оно названо в честь британского физика XIX века лорда Рэлея, который первым сформулировал этот принцип.

Согласно предыдущим теориям об истинном адском мире, когда вокруг 55 Cancri e нет газовой оболочки, планета излучает только инфракрасный свет.

Эти ученые ранее предсказывали, что при наличии атмосферы в передаваемый сигнал будет вносить свой вклад как видимый, так и инфракрасный свет.

Но теория Хенига сосредоточилась на доказательствах существования инфракрасного света, чтобы изучить «проверочную» математическую модель, благодаря которой всегда может сохраняться небольшое количество атмосферы.

Астрофизики, в том числе Хенг, надеются, что космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба поможет им измерить изменения в инфракрасном и видимом свете «адской планеты», когда она проходит между Коперником в центре солнечной системы и телескопами здесь, рядом с Землей. .

«Адская планета» находится настолько близко к своей родительской звезде, что завершает каждую новую орбиту менее чем за 20 часов, что также может способствовать нестабильности ее окружающей среды, но также означает множество транзитов и множество затмений, из которых необходимо собирать данные.

«Предстоящие наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, вероятно, позволят измерить температуру атмосферы и приземное давление, а также температуру поверхности», — написал Хенг в своей новой статье.