Первая обнаруженная астрономами суперземля излучает странные сигналы уже почти два десятилетия, и учёные, кажется, наконец разобрались, почему это происходит.
Новое исследование предполагает, что на этой «мрачной планете» периодически образуются вулканы, извергающие горячие газы, образующие атмосферу, которая затем исчезает, оставляя планету «голой». Для проверки этой теории требуется нацелить космический телескоп James Webb (JWST) на эту странную экзопланету.
Планета 55 Cancri e примерно в восемь раз более массивная, чем Земля, она была обнаружена в 2004 году на расстоянии около 40 световых лет от Земли.
Планета очень близка к своей родительской звезде, на расстоянии менее 2% от расстояния между Землёй и Солнцем, и делает полный оборот всего за 17 часов. Это создаёт крайне экстремальные условия на планете.
Наиболее загадочным аспектом планеты является природа её транзитного сигнала. Это свет, видимый с Земли, когда 55 Cancri e проходит перед своей звездой, создавая маленькое затмение, а также свет, видимый, когда планета проходит позади своей звезды.
Иногда при этом от планеты в этот момент не приходит никаких видимых сигналов, но время от времени она излучает сильный видимый световой сигнал. В инфракрасном диапазоне сигнал всегда присутствует, но его сила варьируется.
Наблюдения за этим инфракрасным сигналом с помощью космического телескопа Spitzer показали, что дневная сторона планеты испытывает исключительно высокие температуры, превышающие 2427 градусов по Цельсию, в то время как ночная сторона имеет более прохладные, но всё равно адские температуры — около 1127 градусов по Цельсию.
В новом исследовании авторы предполагают, что близость планеты к родительской звезде заставляет её выделять газы, что означает, что на планете присутствуют гигантские вулканы и термальные жерла, извергающие горячие углеродсодержащие элементы в атмосферу. Но планета не может удерживать эту атмосферу из-за крайне экстремальных температурных условий, и та в конечном итоге выдувается, оставляя планету «голой» до того момента, когда возобновится процесс выброса газов.
Исследователи считают, что это непостоянство атмосферы 55 Cancri e может объяснить странные транзитные сигналы. Когда планета находится в своей безатмосферной фазе, от атмосферы планеты не исходит видимый свет, поскольку её нет, но горячая поверхность планеты всё равно излучает инфракрасный свет. Когда атмосфера образуется, видимый свет и всё излучение с поверхности проявляются в транзитном сигнале.
Хотя это только гипотеза, JWST сможет помочь проверить её. Измеряя давление и температуру атмосферы планеты, учёные могут определить, всегда ли на ней присутствует атмосфера.