41 de ani-lumină până la 55 Cancri e. James Webb a găsit un „super-Pământ” de lavă cu atmosferă bogată în hidrogen
La 41 de ani-lumină de Pământ, 55 Cancri e s-a dovedit a fi mai mult decât o exoplanetă extremă încălzită până la topirea rocii. Observațiile făcute recent cu Telescopul Spațial James Webb arată că acest „super-Pământ” acoperit de lavă are o atmosferă neașteptat de bogată în hidrogen, iar cercetătorii folosesc acum aceste date pentru a înțelege mai bine cum se formează și cum evoluează în timp lumile de lavă din galaxia noastră.
Cunoscută și sub numele de 55 Cnc e, planeta se remarcă prin dimensiuni și condiții ieșite din comun. Are o rază de aproximativ 1,88 ori mai mare decât cea a Pământului și o masă de opt ori mai mare. În plus, este blocată mareic în jurul unei stele asemănătoare Soarelui, ceea ce înseamnă că aceeași emisferă rămâne permanent orientată către stea și acumulează neîntrerupt o cantitate uriașă de radiație.
O orbită de numai 0,7 zile și o suprafață transformată în lavă
Condițiile de pe 55 Cancri e sunt legate direct de apropierea extremă față de steaua sa gazdă. Exoplaneta își încheie orbita în doar 0,7 zile, o viteză orbitală care oferă o comparație relevantă cu Mercur: cea mai apropiată planetă de Soarele nostru are nevoie de 88 de zile pentru a parcurge o orbită completă. La această distanță foarte mică, temperatura de pe 55 Cnc e este suficient de ridicată pentru a topi roca de la suprafață, care devine astfel un câmp nesfârșit de lavă.
Tocmai această combinație dintre masa mare, dimensiune, blocaj mareic și încălzire extremă face din 55 Cnc e una dintre cele mai interesante ținte pentru studiul exoplanetelor stâncoase. Pentru comunitatea științifică, planeta oferă o ocazie rară de a observa direct o lume cosmică aflată la limita condițiilor imaginabile în sistemul nostru.
Cinci eclipse observate de James Webb au schimbat așteptările despre atmosferă
Pentru a studia planeta, oamenii de știință au monitorizat cu Telescopul Spațial James Webb cinci eclipse distincte ale lui 55 Cnc e. Lumina și datele obținute în timpul acestor tranzite au fost comparate atent cu modelele clasice de formare și evoluție a exoplanetelor. Până la aceste măsurători, scenariile teoretice indicau că planete de acest tip ar trebui să aibă în straturile gazoase din jur niveluri ridicate de monoxid de carbon și dioxid de carbon.
Rezultatul observațiilor a fost însă diferit. În locul imaginii simple sugerate de modele, datele indică o atmosferă dominată clar de hidrogen. Analizele chimice obținute de telescop arată că starea redox a planetei 55 Cnc e favorizează puternic hidrogenul în comparație cu oxigenul, iar această balanță chimică explică structura atmosferei detectate.
Potrivit Descopera, informațiile detaliate privind compoziția atmosferică și variațiile chimice observate ajută cercetătorii să deducă ce se întâmplă la nivelul suprafeței și în adâncurile lumilor acoperite de lavă.
Diferențele dintre eclipse indică degajări violente de gaze
Unul dintre cele mai importante semnale venite din aceste observații este variația dintre cele cinci eclipse studiate. Diferențele înregistrate ar putea indica episoade intense de degajare a gazelor, provenite direct din oceanul de rocă topită. Aceste emisii abundente pot genera nori denși formați chiar din materialul eliberat.
Un astfel de strat noros ar putea răci temporar suprafața extrem de fierbinte. Procesul nu ar fi însă stabil: noile degajări de gaze venite din adâncuri ar împrăștia din nou norii și ar expune iar lava. Datele recente conturează astfel o planetă mult mai activă decât sugerau modelele inițiale.
55 Cnc e, reper vechi într-o clasă de exoplanete studiată intens abia recent
Exoplanetele de lavă au intrat tot mai mult în atenția cercetătorilor în ultimii ani, pe măsură ce instrumentele astronomice au devenit capabile să scruteze adânc în spațiu. Mai multe astfel de corpuri cerești au fost descoperite doar în ultimul deceniu, deși 55 Cnc e este cunoscută de mai mult timp, fiind confirmată încă din anul 2004.
Toate exoplanetele incluse în această categorie extremă sunt blocate mareic de stelele lor gazdă și suportă constant temperaturi extreme, care le modelează topografia și evoluția materialelor. Chiar și așa, observațiile arată că aceste lumi nu sunt identice, ci pot avea geologii foarte diferite.
55 Cnc e este un exemplu relevant. Spre deosebire de această planetă, unde lava este prezentă doar pe partea orientată permanent spre stea, alte exoplanete împing aceste condiții la un nivel și mai radical. Un exemplu este L 98-59 d, a cărei suprafață este acoperită în totalitate de un ocean de magmă. Acest mediu volatil este considerat similar din punct de vedere geologic cu Io, celebra lună vulcanică a planetei Jupiter.
Seria de observații asupra lui 55 Cancri e arată că exoplanetele stâncoase de acest tip pot susține fenomene mult mai active decât se anticipa inițial, inclusiv nori de hidrogen și degajări masive de gaze. Cu o masă de opt ori mai mare decât a Pământului și cu o orbită fulgerătoare de 0,7 zile, acest „super-Pământ” de rocă topită oferă cercetătorilor date fizice și chimice care clarifică felul în care iau naștere și rezistă planetele de lavă din univers.
