de atmosfeer van "Super-Earth"
Voor de eerste keer is de atmosfeer van de super-aarde geanalyseerd - maar maak geen vakantieplannen om deze te bezoeken. De planeet is te dicht bij zijn ster (onderhevig aan een temperatuur van 3600 graden Fahrenheit of 2000 graden Celsius) en heeft een atmosfeer die voornamelijk bestaat uit waterstof en helium, zoals gasreuzenplaneten.
Waterstof en helium zijn de basiselementen in de jonge zonnesystemen, omdat dit de elementen zijn die de jonge sterren vormen. Meestal hebben kleine planeten de neiging waterstof en helium in de loop van de tijd de ruimte in te verliezen, dus hun zwaartekracht is vrij laag; lichte elementen vervluchtigen door de straling van een ster die hen uit de atmosfeer duwt. De gasreuzen kunnen deze elementen vasthouden vanwege hun sterke zwaartekracht.
Soms wordt op kleine planeten de atmosfeer van helium of waterstof vervangen door een secundaire atmosfeer, zoals het gebeurde op aarde. Ons mengsel van stikstof, zuurstof en koolstofdioxide kwam waarschijnlijk van interne processen (zoals vulkanisme) en de evolutie van planten.
"We hadden niet verwacht dat Planet 55 of Cancer e het grootste deel van zijn primaire gasatmosfeer zou behouden," zei Ingo Waldman, een onderzoeker aan het University College London, die een postdoc proefschrift schreef, vertelde Discovery News via e-mail. Waldman merkte op dat de planeet de enige bekende super-aarde is met zo'n hoge temperatuur, maar astronomen dachten dat ze het grootste deel van haar atmosfeer zouden verliezen vanwege de intense uitstraling van haar moederster. Waarom het waterstof en helium bevat, is niet duidelijk. Astronomen hebben verschillende dimensies van planetaire atmosferen buiten het zonnestelsel, maar dit zijn gasreuzen die gemakkelijker te zien zijn in telescopen. Wanneer een grote planeet voor de schijf van zijn ster passeert, veranderen de elementen in de telescoop lichtjes. Er wordt aangenomen dat deze verandering de atmosfeer van de planeet vertegenwoordigt.
Het team besloot om deze methode uit te proberen voor een kleinere planeet, maar dan wel in een baan om een heldere ster, om het gemakkelijker te maken om de atmosfeer van de planeet te onderscheiden van de elementen van de ouderster. Een sterke kandidaat voor dit werk is de groothoekcamera 3 (WFC3) van de Hubble-ruimtetelescoop, die in 2009 door astronauten werd geïnstalleerd en meestal wordt gebruikt om sterren of de vorming van sterrenstelsels te volgen.
"De WFC3-camera op de Hubble is een zeer gevoelig apparaat, niet oorspronkelijk bedoeld voor het observeren van heldere sterren, en het apparaat zal een beetje perederzhivat zijn zoals de camera van je mobiele telefoon, gericht op de zon", zei Waldman. "In 2012 werd een scanmodus geïntroduceerd om dit probleem op te lossen: in essentie verplaatsen we de Hubble nu snel langs de sterplekken en" smeren "het spectrum over de detector." Dit lost het probleem van overbelichting op, maar maakt gegevensanalyse erg gecompliceerd. "
Een bijkomend probleem is de afstand van 55 Kreeft dichtbij de ster e. Het draait om een ster van het Zon type, die slechts 40 lichtjaren verwijderd is van de Aarde. Omdat de ster zo helder is, zei Waldman, zou de scansnelheid veel sneller moeten zijn dan die eerder werd gebruikt. Het team onderzocht de situatie en ontwikkelde een methode die een haalbaar signaal uit de gegevens kan halen, een signaal dat sterk genoeg was om elementen in de atmosfeer van een kleine planeet te detecteren. "Als we dit met Hubble konden doen, hebben we er alle vertrouwen in dat we de metingen aanzienlijk kunnen verbeteren met toekomstige instrumenten", zei Waldman, wijzend op de toekomstige Web Telescope van James Webb (JWST), Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) en PLAnetary Transits en Oscillaties sterren (PLATO) telescopen als voorbeelden. "Deze tools van de volgende generatie zullen het veld van exoplanetaire spectroscopie wijd open stellen en ons in staat stellen om te begrijpen wat we ons vandaag niet eens kunnen voorstellen, met andere woorden, we staan echt op het punt de planetaire wetenschap over te dragen van ons zonnestelsel naar de melkweg."
Waldman zegt dat onderzoekers twee toekomstige richtingen van onderzoek hebben: om de sferen van de super-Aarde in een bredere betekenis te bekijken, en om observaties van Kreeft 55 te maken. Er lijken aanwijzingen te zijn van waterstofcyanide in de atmosfeer, maar om dit te bevestigen heb je een telescoop nodig , zoals JWST, wat kan worden waargenomen in het bereik van langere golven dan de Hubble.
Het onderzoek zal worden gepubliceerd in het Astrophysical Journal en is nu van tevoren beschikbaar op de Arxiv-publicatieswebsite.
