A James Webb-űrtávcső új adatai talán arra engednek következtetni, hogy az 55 Cancri e jelű forró szuperföld vastag légkörrel rendelkezik, amelyet valószínűleg a bolygó magmaóceánja tart fenn.

Ezen a művészi illusztráción az 55 Cancri e jelű bolygót a lávafolyamok felett csupán egy vékony, elpárolgott kőzetből álló légkör borítja. A Webb-űrtávcső új adatai azonban arra is utalhatnak, hogy a planétának vastag légköre van. (SA / Hubble, M. Kornmesser)

A forró szuperföld, az 55 Cancri e, amely 17 óránként kerüli meg sárga-narancssárga csillagát, már 2004-es felfedezése óta foglalkoztatja a csillagászokat. A James Webb-űrtávcső új adatai kétségbe vonják a korai elméleteket, és lehetséges bizonyítékot szolgáltatnak arra, hogy a forró világot vastag atmoszféra veheti körül.

A bolygóról és csillagának összetételéről megfogalmazott első elképzelések szerint a planéta egy gyémántbolygó. A csillagászok egészen addig gondolták így, amíg többet meg nem tudtak a két égitestről: az új elmélet arról szólt, hogy az exobolygó nem hideg, csillogó gyémánt, inkább lávafolyamoktól izzik a felszíne, és a magmaóceánt csupán egy leheletnyi elpárolgott kőzet burkolja be.

Két megfigyelés vezetett az előbbi következtetésre. A bolygó tömegéről és sugaráról végzett megfigyelések arra utalnak, hogy egy sűrű világról van szó, amelyen kizárt, hogy vastag gázburok alakuljon ki az éjszakai és nappali oldala közötti szélsőséges hőmérséklet-különbség miatt, amit a Spitzer-űrtávcső tárt fel.

A Spitzer-űrtávcső oly módon készítette el az 55 Cancri e hőtérképét, hogy akkor vizsgálta a rendszert, amikor a bolygó elhaladt a csillaga előtt, mellett és mögött. (A fent látható fázisok azt mutatják, hogy a planéta mekkora részét világítja meg a csillag a pályája mentén.) A csillag és a bolygó kombinált fényét vizsgálva, miközben időnként kitakarták egymást, a csillagászok ki tudták számolni, mennyi infravörös sugárzás származik magáról a bolygóról. (Gregg Dinderman and Leah Tiscione / S&T; source: NASA / JPL-Caltech / Univ. OF Cambridge and NASA / L. Kreidberg (Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian))

Ugyanakkor a bolygó nappali oldalának infravörös térképe megmutatta, hogy a felszín legfényesebb pontja kelet–nyugati irányban el van tolódva, vagyis nem közvetlenül a csillag irányában van. Valami átrendezi a hőeloszlást a bolygón, és a csillagászok szerint a lávafolyamok felelősek ezért.

A planéta tömegével, sugarával, hőmérsékletével és légkörének összetételével kapcsolatos viták nem múlnak, így még azt sem tudjuk biztosan, hogy van-e egyáltalán légköre.

A James Webb-űrtávcső ígéretes eszköz a kérdés eldöntésére, de egyelőre vita tárgya, hogy az általa szolgáltatott adatok mire utalnak.

Renyu Hu (NASA JPL) és munkatársai arra kérték a Webb-küldetés csapatát, hogy rögzítsék a bolygó nappali és éjszakai hősugárzásának spektrumát. Ezeket a megfigyeléseket a bolygó csillag körüli keringése közben végzett mérésekkel lehet elvégezni. A kutatók az eredményeket az Amerikai Csillagászati Társaság New Orleans-i találkozóján mutatták be. (Maga a tanulmány még szakértői véleményezés alatt áll.)

Előadása során Hu elismerte, hogy az adatok elemzése nem csekély feladat volt. Először is, az 55 Cancri egy fényes csillag. A szabad szemmel még tiszta, sötét égbolton is alig látható, 6 magnitúdós csillag a Webb érzékeny műszereinek túl fényes. Ráadásul az adatok zajosak voltak. „Kiderült, hogy ezek az adatsorok nagyobb kihívás elé állítanak, mint a James Webb-űrtávcső más adatsorai, legalábbis azok, amikkel én találkoztam eddig.” – mondta el Hu.

A kutatók nem adták fel, és arra az eredményre jutottak, hogy a rögzített spektrumok egy vastag gázburokra utalnak a bolygó körül. Ez a burok talán szén-monoxidból vagy szén-dioxidból áll, de az is lehet, hogy mindkét gáz és nitrogén is megtalálható benne. Az új adatok nem vetik el a lávafolyamok lehetőségét sem. Hu és munkatársai részletes szimulációkat végeztek, amelyek során kiderült, hogy egy magmaóceán képes lehet fenntartani egy ilyen vastag légkört.

Az adatok elemzése során felmerülő számtalan probléma több csillagászt is óvatosságra késztetett. „Azt hiszem, nagyon óvatosnak kell lennünk azzal, hogy alapos vizsgálat nélkül egy légkör észlelését feltételezzük.” – mondta Kevin Stevenson (Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratórium).

„Kétségtelenül nagyon érdekesnek tűnik a szén-dioxid abszorpció nyomait vélni a Webb adataiban, és ha tényleg erről van szó, akkor ez nagyon izgalmas.” – tette hozzá. „De szívesen látnék független adatredukciókat… Egy ilyen állítás rendkívüli bizonyítékokat követel meg.”

Bár még korai lenne azt állítani, hogy első alkalommal észleltük egy kőzetbolygó légkörét, az adatokat már megszereztük, és ezek határozottan érdekesek. Azt, hogy mire következtethetünk a Webb-űrtávcső adataiból, majd az idő fogja eldönteni.

Forrás: Sky & Telescope