Super-Earth 55 Cancri e (aka. Janssen) je trochu slávny, ako to býva v exoplanete. Pôvodne objavený v roku 2004, bol tento svet jedným z mála, ktorého objav predchádzal Kepler poslanie. Do roku 2016 to bola tiež prvá exoplaneta, ktorá svoju atmosféru úspešne charakterizovala. V priebehu rokov sa na tejto planéte uskutočnilo niekoľko štúdií, ktoré odhalili niektoré dosť zaujímavé veci o jej zložení a štruktúre.
Napríklad vedci naraz verili, že 55 Cancri e je „diamantovou planétou“, zatiaľ čo novšia práca založená na údajoch z Vesmírny ďalekohľad Spitzer dospel k záveru, že jeho povrch bol pokrytý jazerami horúcej lávy. Nová štúdia vedcov z laboratória Jet Propulsion Laboratory spoločnosti NASA však naznačuje, že napriek svojmu intenzívnemu povrchovému teplu má 55 Cancri e atmosféru porovnateľnú so Zemou, iba oveľa teplejšiu!
Štúdia s názvom „Prípad atmosféry na superzeme 55 Cancri e“ sa nedávno objavila v roku 2005 The Astrofyzical Journal. Pod vedením Isabel Angelo (fyzika na UC Berkeley) s pomocou Renyu Hu - astronóma a Hubble Fellow s JPL a Caltechom - dvojica vykonala podrobnejšiu analýzu Spitzer údaje na určenie pravdepodobnosti a zloženia atmosféry okolo 55 Cancri e.
Predchádzajúce štúdie planéty poznamenali, že táto super-Zem (ktorá je dvakrát väčšia ako naša planéta) obieha veľmi blízko svojej hviezdy. V dôsledku toho má veľmi krátku orbitálnu periódu asi 17 hodín a 40 minút a je prílivovo uzamknutý (jednou stranou neustále smerujúcou k hviezde). Od júna do júla 2013 Spitzer pozorovali 55 Cancri e a získali teplotné údaje pomocou špeciálnej infračervenej kamery.
Spočiatku sa údaje o teplote považovali za náznak toho, že na povrchu sa vyskytovali veľké lávy. Po opätovnej analýze týchto údajov a ich kombinácii s novým modelom, ktorý predtým vyvinul Hu, tím začal pochybovať o tomto vysvetlení. Podľa ich zistení musí mať planéta hustú atmosféru, pretože lávové jazerá vystavené vesmíru by mohli vytvárať horúce miesta s vysokou teplotou.
Navyše poznamenali, že teplotné rozdiely medzi dňom a nocou neboli také významné, ako sa pôvodne predpokladalo - ďalší náznak atmosféry. Porovnaním zmien jasu planéty s modelmi toku energie tím dospel k záveru, že atmosféra s prchavými materiálmi je najlepším vysvetlením vysokých teplôt. Ako Renyu Hu vysvetlil v nedávnom tlačovom vyhlásení agentúry NASA:
„Keby na tejto planéte bola láva, bolo by potrebné pokryť celý povrch. Ale láva by bola pred našou perspektívou ukrytá hustou atmosférou. Vedci diskutovali o tom, či má táto planéta atmosféru ako Zem a Venuša alebo iba skalnaté jadro a žiadnu atmosféru, ako je napríklad Merkúr. Dôvod pre atmosféru je teraz silnejší ako kedykoľvek predtým. “
Použitím vylepšeného modelu Hu, ako by teplo prúdilo po celej planéte a vyžarovalo späť do vesmíru, zistili, že teploty na dennej strane by boli priemerne okolo 2573 K (2 300 ° C; 4 200 ° F). Medzitým by teploty na „studenej“ strane mali priemerne asi 1573 - 1673 K (1 300 - 1 400 ° C; 2 400 - 2 600 ° F). Keby planéta nemala atmosféru, rozdiely v teplote by boli oveľa extrémnejšie.
Pokiaľ ide o zloženie tejto atmosféry, Angelo a Hu odhalili, že je pravdepodobne podobná ako na Zemi - obsahuje dusík, vodu a dokonca aj kyslík. Aj keď je oveľa teplejšia, atmosferická hustota sa zdala byť podobná hustote Zeme, čo naznačuje, že planéta je s najväčšou pravdepodobnosťou skalnatá (tiež známa ako suchozemská). Na druhej strane sú teploty príliš horúce na to, aby povrch udržal tekutú vodu, čo spôsobuje, že obývateľnosť sa nezačína.
Táto štúdia sa nakoniec umožnila vďaka vývoju Hu, ktorý uľahčuje štúdiu exoplanetové ovzdušie a povrchy. Angelo, ktorá viedla štúdiu, na tom pracovala ako súčasť svojej stáže s JPL a prispôsobila Huov model na 55 Cancri e. Predtým bol tento model aplikovaný iba na masové plynové giganty, ktoré obiehajú v blízkosti svojich slnečných lúčov (tzv. „Hot Jupiters“).
Prirodzene existujú nevyriešené otázky, ktoré táto štúdia vyvoláva, ako napríklad to, ako zabráni strate atmosféry v kozmickom priestore. Vzhľadom na to, ako blízko planéta obieha okolo svojej hviezdy, a na to, že je prílivovo uzamknutá, bude vystavená intenzívnemu množstvu žiarenia. Ďalšie štúdie môžu pomôcť odhaliť, ako je tomu tak, a pomôžu zlepšiť naše chápanie veľkých skalných planét.
Aplikácia tohto modelu na Super-Earth je dokonalým príkladom toho, ako sa v posledných rokoch vyvíjal výskum exoplanet. Vedci sa spočiatku obmedzovali na štúdium plynových gigantov, ktorí obiehajú v blízkosti svojich hviezd (ako aj ich príslušných atmosfér), pretože títo sú najjednoduchší na zistenie a charakterizáciu. Ale vďaka vylepšeniu prístrojového vybavenia a metód rastie rozsah planét, ktoré sme schopní študovať.
