Študija, ki je vključevala meritve vesoljskega teleskopa Jamesa Webba (JWST), nakazuje, da ima eksoplanet 55 Cancri e sekundarno atmosfero, ki jo izplinjuje ocean magme. Namesto uparjene kamnine je lahko ozračje bogato s CO2 in CO. To je prvi primer zaznave sekundarne atmosfere okoli kamnitega eksoplaneta in je pomemben v znanosti o eksoplanetih, saj je pridobitev in vzdrževanje atmosfere, bogate s plini, s kamnitim planetom ključna na bivalnost.
Eksoplanete (tj. planeti zunaj sončnega sistema) so žarišča pri iskanju podpisov nezemeljskega življenja. Odkrivanje in karakterizacija eksoplanete v zvezdnih sistemih so pomembni za proučevanje naseljivih planetov, podobnih Zemlji, z okoljem in pogoji, ki omogočajo življenje.
Prve eksoplanete so odkrili v devetdesetih letih prejšnjega stoletja. Od takrat je bilo v zadnjih nekaj desetletjih odkritih več kot 1990 eksoplanetov. Skoraj vse so bile najdene v naši domači galaksiji Rimska cesta. An exoplanet v zunanji galaksiji je bilo prvič odkrito leta 2021.
Eksoplaneti s kamnitim terenom in sekundarno atmosfero so zaradi tega še posebej zanimivi za astronome eksoplanete bodo verjetno imeli razmere, podobne zemeljskim. Sekundarna atmosfera nastane zaradi izplinjanja materialov, ujetih v toplem plašču, na površje planeta. Pri zemeljskih planetih se primarna atmosfera, sestavljena iz lahkih plinov, kot sta vodik in helij, nakopičena med začetnim nastankom planeta, izgubi zaradi nižje površinske temperature in ubežne hitrosti planeta.
Eksoplanet 55 Cancri e
Exoplanet 55 Cancri e je vroč skalnat eksoplanet, ki se nahaja 41 svetlobnih let od Zemlje v ozvezdju Raka. Pretežno kamnita z ravnovesno temperaturo okoli 2,000 K, kroži okoli Soncu podobne zvezde 55 Cancri in je razvrščena kot superzemlja (ker ima dvakrat večji premer od Zemlje in nekoliko večjo gostoto). Njegova sestava je verjetno podobna kamnitim planetom v sončnem sistemu.
Prejšnje študije tega eksoplaneta so pokazale prisotnost atmosfere, bogate s hlapnimi snovmi. Rezultati niso bili naklonjeni prisotnosti H2/On prevladuje v primarni atmosferi, vendar ne more izključiti možnosti, da je plinski ovoj narejen iz uparjene kamnine, saj je planet dovolj vroč, da omogoča izhlapevanje staljenih kamnin. Ni bilo mogoče vedeti, ali je atmosfera tega eksoplaneta sekundarno nastala zaradi izplinjanja materialov, ujetih v toplem plašču, na površino planeta.
Sekundarna atmosfera se razvije po primordialnih lažjih plinih (predvsem H2 in On) se izgubijo, ko se planet ohlaja. Nastane zaradi izpuščanja plinov iz notranjosti na površje planeta zaradi vulkanov ali tektonskih dejavnosti. Atmosfere Venere, Zemlje in Marsa so na primer sekundarna atmosfera. Prisotnost sekundarne atmosfere na eksoplanetu kaže na nadaljnji razvoj planeta v zgodnji fazi v smeri možne bivalnosti.
JWST raziskava eksoplaneta 55 Cancri e
Meritve spektra toplotnih emisij eksoplaneta 55 Cancri e z instrumenti na vesoljskem teleskopu Jamesa Webba (JWST) so izključile možnost, da je ozračje sestavljeno iz uparjene kamnine. Nove ugotovitve kažejo, da je atmosfera izpuščena iz oceana magme in je verjetno bogata s CO2 in CO.
To je pomemben razvoj v znanosti o eksoplanetih. To je prvič, da je bilo zaznano, da ima eksoplanet okoliško atmosfero, sestavljeno iz razplinjenih materialov iz notranjosti (sekundarna atmosfera).
Zemlja, Venera in Mars v našem sončnem sistemu so bili v preteklosti pokriti z oceanom magme s prepletanjem atmosfere, površja in notranjosti. Zato bi nam lahko novi razvoj pomagal bolje razumeti zgodnje razmere Zemlje, Venere in Marsa ter kako skalnat planet pridobi in vzdržuje atmosfero, bogato s plini, kar je ključna zahteva, da je planet naseljiv.
***
Reference:
- JPL. Eksoplaneti – Nasin Webb namiguje na možno atmosfero, ki obdaja skalnati eksoplanet. Objavljeno 8. maja 2024. Na voljo na https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-webb-hints-at-possible-atmosphere-surrounding-rocky-exoplanet
- Hu, R., sod 2024. Sekundarna atmosfera na kamnitem eksoplanetu 55 Cancri e. Narava 630, 609–612. Objavljeno: 08. maj 2024. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07432-x
- Univerza v Oregonu. Strani – primarna in sekundarna atmosfera. Na voljo na https://pages.uoregon.edu/jschombe/ast121/lectures/lec14.html
***
 suggests that the exoplanet 55 Cancri e has a secondary atmosphere outgassed by magma ocean. Instead of vapourised rock, the atmosphere may be rich in CO2 and CO. This is the first instance of detection of secondary atmosphere around a rocky exoplanet and is significant in exoplanet science because acquisition and sustenance of a gas rich atmosphere by a rocky planet is key to habitability.){kind=link}