Il super-Earth 55 Cancri e (aka. Janssen) è in qualche modo famoso, come accade l'esopianeta. Originariamente scoperto nel 2004, questo mondo è stato uno dei pochi la cui scoperta ha preceduto il Kepler missione. Nel 2016 è stato anche il primo esopianeta a caratterizzare con successo la sua atmosfera. Nel corso degli anni, su questo pianeta sono stati condotti numerosi studi che hanno rivelato alcune cose piuttosto interessanti sulla sua composizione e struttura.
Ad esempio, gli scienziati hanno creduto che 55 Cancri e fosse un "pianeta dei diamanti", mentre lavori più recenti basati sui dati Spitzer Space Telescope concluse che la sua superficie era coperta da laghi di lava calda. Tuttavia, un nuovo studio condotto dagli scienziati del Jet Propulsion Laboratory della NASA indica che nonostante il suo intenso calore superficiale, 55 Cancri e ha un'atmosfera paragonabile a quella terrestre, solo molto più calda!
Lo studio, intitolato "A Case for an Atmosphere on Super-Earth 55 Cancri e", è recentemente apparso su Il diario astrofisico. Guidata da Isabel Angelo (specialista in fisica con UC Berkeley) con l'assistenza di Renyu Hu - un astronomo e Hubble Fellow con JPL e Caltech - la coppia ha condotto un'analisi più dettagliata del Spitzer dati per determinare la probabilità e la composizione di un'atmosfera intorno a 55 Cancri e.
Precedenti studi sul pianeta hanno notato che questa super-Terra (che è due volte più grande del nostro pianeta), orbita molto vicino alla sua stella. Di conseguenza, ha un periodo orbitale molto breve di circa 17 ore e 40 minuti ed è bloccato in modo ordinato (con un lato costantemente rivolto verso la stella). Tra giugno e luglio del 2013, Spitzer osservato 55 Cancri e e ottenuto i dati di temperatura usando la sua speciale telecamera a infrarossi.
Inizialmente, i dati relativi alla temperatura erano visti come un'indicazione dell'esistenza di grandi depositi di lava sulla superficie. Tuttavia, dopo aver analizzato nuovamente questi dati e averli combinati con un nuovo modello precedentemente sviluppato da Hu, il team ha iniziato a dubitare di questa spiegazione. Secondo le loro scoperte, il pianeta deve avere un'atmosfera densa, poiché i laghi di lava esposti allo spazio creerebbero punti caldi di alte temperature.
Inoltre, hanno anche notato che le differenze di temperatura tra il giorno e la notte non erano così significative come si pensava in precedenza - un'altra indicazione di un'atmosfera. Confrontando i cambiamenti della luminosità del pianeta con i modelli di flusso di energia, il team ha concluso che un'atmosfera con materiali volatili era la migliore spiegazione per le alte temperature. Come ha spiegato Renyu Hu in un recente comunicato stampa della NASA:
“Se c'è lava su questo pianeta, dovrebbe coprire l'intera superficie. Ma la lava sarebbe nascosta alla nostra vista dalla densa atmosfera. Gli scienziati hanno discusso se questo pianeta ha un'atmosfera come la Terra e Venere, o solo un nucleo roccioso e senza atmosfera, come Mercurio. Il caso di un'atmosfera è ora più forte che mai. "
Utilizzando il modello migliorato di Hu su come il calore fluirebbe in tutto il pianeta e si irradierebbe di nuovo nello spazio, hanno scoperto che le temperature sul lato giorno sarebbero in media di circa 2573 K (2.300 ° C; 4.200 ° F). Nel frattempo, le temperature sul lato "freddo" sarebbero in media circa 1573-1673 K (1.300 - 1.400 ° C; 2.400 - a 2.600 ° F). Se il pianeta non avesse atmosfera, le differenze di temperatura sarebbero molto più estreme.
Per quanto riguarda la composizione di questa atmosfera, Angelo e Hu hanno rivelato che è probabilmente simile alla Terra - contenente azoto, acqua e persino ossigeno. Sebbene molto più calda, la densità atmosferica sembrava essere simile a quella della Terra, il che suggerisce che il pianeta è molto probabilmente roccioso (aka. Terrestre) nella composizione. Il rovescio della medaglia, le temperature sono troppo calde perché la superficie mantenga acqua liquida, il che rende l'abitabilità un antipasto.
In definitiva, questo studio è stato reso possibile grazie allo sviluppo di Hu di un metodo che semplifica lo studio delle atmosfere e delle superfici esopianite. Angelo, che ha guidato lo studio, ci ha lavorato come parte del suo tirocinio con JPL e ha adattato il modello di Hu a 55 Cancri e. In precedenza, questo modello era stato applicato solo ai giganti di gas di massa che orbitano vicino ai rispettivi soli (alias "Hot Jupiters").
Naturalmente, ci sono domande irrisolte che questo studio aiuta a sollevare, come come 55 Cancri e abbia evitato di perdere la sua atmosfera nello spazio. Considerato quanto vicino il pianeta orbita alla sua stella e il fatto che sia bloccato in modo ordinato, sarebbe soggetto a intense quantità di radiazioni. Ulteriori studi potrebbero aiutare a rivelare come questo è il caso e contribuiranno a far progredire la nostra comprensione di grandi pianeti rocciosi.
L'applicazione di questo modello su una Super-Terra è l'esempio perfetto di come la ricerca sugli esopianeti si è evoluta negli ultimi anni. Inizialmente, gli scienziati erano limitati allo studio dei giganti gassosi che orbitano vicino alle loro stelle (così come alle loro rispettive atmosfere) poiché questi sono i più facili da individuare e caratterizzare. Ma grazie ai miglioramenti nella strumentazione e nei metodi, la gamma di pianeti che siamo in grado di studiare sta crescendo.
