Μπορεί ένας πλανήτης-κόλαση να έχει ατμόσφαιρα; Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 8 Μαΐου στο περιοδικό Nature, ερευνητές που χρησιμοποίησαν το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) μπορεί να έλυσαν επιτέλους αυτό το μυστήριο με τους εξωπλανήτες που τους απασχολούσε για δεκαετίες – και, κάνοντας το αυτό, εντόπισαν την καλύτερη ένδειξη για ύπαρξη ατμόσφαιρας γύρω από έναν βραχώδες μέρος, έξω από το ηλιακό μας σύστημα.
Ο πύρινος κόσμος «55 Cancri e»
Ο «55 Cancri e» είναι πράγματι ένας πύρινος κόσμος. Ταξινομημένος ως βραχώδης “υπερ-Γη”, αυτός ο εξωπλανήτης έχει διπλάσια διάμετρο από τη Γη και περιφέρεται γύρω από τον αστέρα του σε μόλις 4% της απόστασης μεταξύ του Ερμή και του Ήλιου. Η επιφάνειά του πιθανότατα καλύπτεται από μια θάλασσα από λιωμένο μάγμα, με θερμοκρασίες περιβάλλοντος αρκετά υψηλές για να λιώσουν σίδηρο.
Από τότε που ανακαλύφθηκε ο «55 Cancri e» το 2004, οι επιστήμονες απορούν για διάφορες πτυχές της ύπαρξής του: την περίοδο της τροχιάς του, την πυκνότητά του και, κυρίως, την ατμόσφαιρά του. Αρχικά, οι ερευνητές δεν ήταν σίγουροι αν ο εξωπλανήτης μπορούσε καν να υποστηρίξει μια ατμόσφαιρα. Ήταν πολύ ζεστός και πολύ κοντά στον αστέρα του, σύμφωνα με ορισμένους. Αλλά νέα στοιχεία από το τηλεσκόπιο James Webb υποδηλώνουν ότι ο 55 Cancri e είναι πράγματι καλυμμένος με ένα στρώμα αερίου, αν και ασυνήθιστο.
Η πρώτη ένδειξη ότι αυτή η εξαιρετικά καυτή υπερ-Γη είχε ατμόσφαιρα προήλθε από μια περίεργη μέτρηση θερμοκρασίας. Χρησιμοποιώντας το Mid-Infrared Instrument (MIRI) του Webb, το οποίο παρατηρεί στο μεσαίο υπέρυθρο φάσμα, οι ερευνητές μέτρησαν τις θερμικές εκπομπές από την ημερήσια πλευρά του 55 Cancri e. Εάν ο πλανήτης δεν είχε ατμόσφαιρα, η θερμοκρασία του κατά τη διάρκεια της ημέρας θα ανέβαινε στους 2.200 βαθμούς Κελσίου. Αλλά το MIRI δεν διαπίστωσε κάτι τέτοιο.
«Αντίθετα, τα δεδομένα MIRI έδειξαν μια σχετικά χαμηλή θερμοκρασία περίπου 1500 βαθμών Κελσίου», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Renyu Hu, αστρονόμος στο Εργαστήριο Αεροδιαστημικής Προώθησης της NASA. Αυτή η ένδειξη υποδηλώνει ότι κάτι – πιθανότατα ένα ρεύμα στην ατμόσφαιρα – μετέφερε θερμότητα από την ημερήσια πλευρά στη νυχτερινή πλευρά του πλανήτη.
«Δευτερεύουσα ατμόσφαιρα» πλούσια σε άνθρακα
Στη συνέχεια, η ομάδα του Hu χρησιμοποίησε το όργανο της κάμερας κοντινού υπέρυθρου (NIRCam) για να προσδιορίσει ποια στοιχεία μπορεί να υπάρχουν σε αυτή την ύποπτη ατμόσφαιρα. Βρήκαν ενδείξεις μονοξειδίου του άνθρακα ή διοξειδίου του άνθρακα που στροβιλίζεται γύρω από την επιφάνεια του λιωμένου πετρώματος του πλανήτη.
Αλλά οι ερευνητές υποψιάζονται ότι αυτό το αέριο στρώμα δεν υπάρχει από τη δημιουργία του πλανήτη, καθώς μια τέτοια ατμόσφαιρα θα απογυμνώνονταν γρήγορα και βίαια από τους ηλιακούς ανέμους του κοντινού του αστέρα. Αντιθέτως, πιστεύουν ότι η “δευτερεύουσα ατμόσφαιρα” πλούσια σε άνθρακα αναβλύζει από το εσωτερικό του πλανήτη. Αυτό θα επέτρεπε στην ατμόσφαιρα να ανανεώνεται συνεχώς, ακόμη και καθώς τα αέρια βράζουν και εξαφανίζονται.
Η συνεργάτης της μελέτης Diana Dragomir, ερευνήτρια εξωπλανητών στο Πανεπιστήμιο του Νέου Μεξικού που μελετά τον 55 Cancri e για περισσότερα από 10 χρόνια, ήταν ιδιαίτερα ενθουσιασμένη με τα αποτελέσματα. «Ήταν πραγματικά απογοητευτικό που καμία από τις παρατηρήσεις που λαμβάναμε δεν έλυσε με σιγουριά αυτά τα μυστήρια», είπε στην δήλωση. «Είμαι ενθουσιασμένη που τελικά παίρνουμε κάποιες απαντήσεις!»