Dowody na zmienność warunków klimatycznych na super ziemiach

Artystyczne wyobrażenie super Ziemi 55 Cancri e, ukazujące gorącą, częściowo stopioną powierzchnię przed oraz po wystąpieniu aktywności wulkanicznej na jej dziennej stronie. Źródło: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt

Naukowcy z Uniwersytetu w Cambridge po raz pierwszy w historii zdołali wykryć zmienność atmosferyczną na skalistej planecie spoza naszego Układu Słonecznego. Zaobserwowano niemal trzykrotne wzrosty jej temperatury na przestrzeni dwóch lat. Chociaż podkreśla się, że przyczyna takiej zmienności jest wciąż przedmiotem badań, może być ona efektem silnej aktywności wulkanicznej na powierzchni planety.

Astronomowie za pomocą Kosmicznego Teleskopu Spitzera zaobserwowali promieniowanie cieplne pochodzące z planety 55 Cancri e. Okrąża ona podobną do Słońca gwiazdę, która leży mniej więcej 40 lat świetlnych od nas, w kierunku na gwiazdozbiór Raka. To jedna z tak zwanych „super ziem”. To również pierwsza planeta pozasłoneczna, na której wykryto gwałtowne wahania warunków atmosferycznych, z temperaturą zmieniającą się w granicach 1000° do 2700° C.

Choć to na razie tylko wstępna interpretacja uzyskanych danych, wydaje się, że tak duża zmienność może być wynikiem obecności wielkich pióropuszy gazu i pyłu, jakie czasami pokrywają powierzchnię planety. One same zaś mogą być pochodną wyjątkowo silnej aktywności wulkanicznej na jej powierzchni – jeszcze większej niż ta, jaka w Układzie Słonecznym możemy obserwować na Io, najbardziej aktywnym satelicie Jowisza. Tak czy inaczej za zmiany „pogody” powinna w tym przypadku odpowiadać jakaś wielkoskalowa zmienność powierzchni globu.

55 Cancri e to najbliższa nam „super ziemia” o skalistej powierzchni, dwa razy większa i około osiem razy bardziej masywna niż nasza Ziemia. Jest jedną z pięciu planet swego układu i okrąża gwiazdę typu słonecznego w tak bliskiej odległości, że rok trwa na niej jedynie 18 ziemskich godzin. Jest ona poza tym w tzw. rotacji synchronicznej – czyli w ten sposób związana grawitacyjnie ze swą gwiazdą macierzystą, że jej jedna, dzienna strona jest zwrócona ku niej przez cały czas, podczas gdy na drugiej półkuli panuje niezmiennie noc.

Większość wczesnych badań egzoplanet
dotyczyła jedynie gazowych olbrzymów podobnych do Jowisza i Saturna, gdyż ich ogromne rozmiary sprawia, że łatwiej jest je wykryć. W ostatnich latach astronomowie byli w stanie odwzorować warunki panujące na wielu takich gazowych olbrzymach, ale o wiele trudniej jest to zrobić dla super ziem: egzoplanet o masach pośrednich pomiędzy jedną, a dziesięcioma masami Ziemi. Wcześniejsze obserwacje 55 Cancri e wskazywały na dużą obfitość węgla, co może świadczyć o tym, że planeta mogła być w dużej mierze złożona z… diamentu. Jednak nowe dane poddają to w wątpliwość i wnoszą raczej wiele kolejnych pytań.


Cały artykuł:

Haynes Korey et al., Spectroscopic Evidence for a Temperature Inversion in the Dayside Atmosphere of the Hot Jupiter WASP-33b, ApJ

Liczba odsłon: 3062