Super-Earth 55 Cancri e (teise nimega Janssen) on mõneti kuulus, kuna eksoplaneedil käiakse. Algselt 2004. aastal avastatud maailm oli üks väheseid, mille avastus leidis aset enne Kepler missioon. 2016. aastaks oli see ka esimene eksoplaneet, mille atmosfääri õnnestus edukalt iseloomustada. Aastate jooksul on sellel planeedil läbi viidud mitu uuringut, mis paljastasid selle koostise ja struktuuri kohta üsna huvitavaid asju.
Näiteks uskusid teadlased korraga, et 55 Cancri e oli „teemantide planeet”, samas kui uuem töö, mis põhines Spitzeri kosmoseteleskoop järeldas, et selle pind oli kaetud kuuma laava järvedega. NASA reaktiivmootorite laboratooriumi teadlaste tehtud uus uuring osutab siiski, et hoolimata intensiivsest pinnasoojusest on 55 Cancri e atmosfäär Maaga võrreldav, ainult palju kuumem!
Hiljuti ilmus uurimus pealkirjaga „Juhtum atmosfääri tekkeks Super-Earth 55 Cancri e atmosfääris“ Astrofüüsikaline ajakiri. Isabel Angelo (UC Berkeley füüsikaülikool) juhtimisel koos Renes Hu abiga - astronoom ning HPL-i stipendiaat koos JPL ja Caltechiga - viis paar läbi üksikasjalikuma analüüsi Spitzer andmed atmosfääri tõenäosuse ja koostise määramiseks 55 Cancri e.
Varasemad planeedi uuringud märkisid, et see super-Maa (mis on kaks korda suurem kui meie planeet) tiirleb tähe lähedale. Selle tagajärjel on selle orbitaalperiood väga lühike - umbes 17 tundi ja 40 minutit - ning see on tõusulainega lukustatud (üks külg on pidevalt tähe poole suunatud). Ajavahemikus 2013. aasta juuni kuni juuli, Spitzer täheldatud 55 Cancri e ja saadud temperatuuriandmed selle spetsiaalse infrapunakaamera abil.
Algselt peeti temperatuuriandmeid näitajaks, et pinnal olid suured laava ladestused. Pärast nende andmete uuesti analüüsimist ja nende ühendamist uue, Hu poolt varem välja töötatud mudeliga hakkas meeskond selles seletuses siiski kahtlema. Nende avastuste kohaselt peab planeedil olema paks atmosfäär, kuna kosmosega kokkupuutuvad laavajärved tekitaksid kõrge temperatuuriga levialasid.
Veelgi enam, nad märkisid ka, et temperatuuride erinevused päeval ja öösel külje vahel ei olnud nii märkimisväärsed, kui varem arvati - see on veel üks atmosfääri märk. Võrreldes planeedi heleduse muutusi energiavoolu mudelitega, jõudis meeskond järeldusele, et lenduvate materjalidega atmosfäär on kõrgete temperatuuride jaoks parim põhjus. Nagu Renyu Hu hiljutises NASA pressiteates selgitas:
“Kui sellel planeedil on laava, peaks see katma kogu pinna. Kuid laavat peitis meie vaatevinklist paks atmosfäär. Teadlased on arutanud, kas sellel planeedil on atmosfäär nagu Maa ja Veenus või on tegemist lihtsalt kivise tuumaga ja puudub atmosfäär, nagu näiteks Merkuuril. Õhkkond atmosfääri järele on nüüd tugevam kui kunagi varem. ”
Kasutades Hu täiustatud mudelit, kuidas soojus voolab kogu planeedil ja kiirgab tagasi kosmosesse, leidsid nad, et temperatuurid päevaküljel on keskmiselt umbes 2573 K (2300 ° C; 4200 ° F). Samal ajal oleks temperatuurid külmal küljel keskmiselt umbes 1573-1673 K (1 300 - 1 400 ° C; 2400 - 2 600 ° F). Kui planeedil poleks atmosfääri, oleksid temperatuurierinevused palju äärmuslikumad.
Selle atmosfääri koostise osas avastasid Angelo ja Hu, et see on tõenäoliselt sarnane Maa omaga - sisaldab lämmastikku, vett ja isegi hapnikku. Ehkki palju kuumem, tundus atmosfääri tihedus sarnanevat Maa omaga, mis viitab sellele, et planeet on koostiselt tõenäoliselt kivine (ehk maapealne). Negatiivne külg on see, et temperatuurid on vedela vee säilitamiseks liiga kuumad, mis muudab elamiskõlbmatuks.
Lõppkokkuvõttes sai see uuring võimalikuks tänu Hu välja töötatud meetodile, mis muudab uuringu eksoplaneedi atmosfääri ja pindu hõlpsamaks. Uuringut juhtinud Angelo töötas selle käigus välja oma praktika ajal JPL-iga ja kohandas Hu’i mudeli 55 Cancri e-le. Varem oli seda mudelit rakendatud ainult massigaasi hiiglastele, kes tiirlevad nende vastava päikese lähedal (aka "Kuumad Jupiterid").
Loomulikult on lahendamata küsimusi, mida see uuring aitab tõstatada, näiteks kuidas 55 Cancri e on vältinud oma atmosfääri kaotamist kosmosesse. Arvestades seda, kui lähedale planeet tiirleb tähe lähedale, ja seda, et see on loodete poolt lukus, võib see mõjutada intensiivset kiirgust. Edasised uuringud võivad aidata selgitada, kuidas see nii on, ja aitavad meil paremini mõista suuri kiviseid planeete.
Selle mudeli rakendamine Super-Maa jaoks on suurepärane näide sellest, kuidas eksoplaneedi uurimine on viimastel aastatel arenenud. Algselt piirdusid teadlased nende tähtede (nagu ka nende vastava atmosfääri) lähedal tiirlevate hiiglaste uurimisega, kuna neid on kõige lihtsam märgata ja iseloomustada. Kuid tänu mõõteriistade ja meetodite täiustustele kasvab planeetide arv, mida võime uurida.
