Uno dei pianeti extrasolari più vicini a noi nella costellazione del Cancro, scoperto per la prima volta nel 2004, è recentemente diventato il fulcro dei telescopi spaziali Hubble, Spitzer e dei più grandi osservatori terrestri. Grazie a nuovi strumenti astronomici e algoritmi di analisi dei dati, è stato ora possibile determinare la presenza e la composizione della sua atmosfera. Per gli esopianeti della classe della "super-terra", tale lavoro è stato svolto per la prima volta.
La stella binaria 55 Cancer attira da tempo l'attenzione. È visibile in cielo ad occhio nudo, poiché dista solo 40,9 anni luce da noi e ha una luminosità di 0,6 solare. La stella principale in questo sistema appartiene allo stesso tipo spettrale principale (GxV) del Sole. La sua massa è anche vicina a quella del Sole e attorno ad esso ruotano almeno cinque pianeti. Ognuno di loro è stato rilevato dalla spettroscopia Doppler. Quindi la scoperta di esopianeti è stata confermata con l'aiuto delle osservazioni fatte in orbita e dei più grandi osservatori terrestri.
Tra tutti gli esopianeti scoperti in una stella simile al sole, la maggiore attenzione degli astronomi è ora attratta da 55 Cancer e. È una super-terra con un alto contenuto di carbonio. Con una massa di 8,37 terre e un raggio di 2,17 volte quello della terra, devono essere create le condizioni nelle sue viscere per la formazione intensiva di diamanti. Secondo le stime primarie, il loro volume totale supera le dimensioni della Terra. Un ulteriore interesse per l'esopianeta era dovuto al fatto che i modelli matematici prevedevano la presenza di un'atmosfera densa con un'alta probabilità di contenuto di vapore acqueo.
Il telescopio spaziale Hubble (Immagine: nasa.gov).
Per molto tempo hanno cercato di confermare o negare questi dati, specificando i parametri del pianeta, la sua possibile composizione e origine. Dal 2014, lo strumento più avanzato del telescopio spaziale Hubble, la fotocamera WFC3, è stato utilizzato per questo. Tuttavia, le osservazioni nella luce visibile e nel vicino infrarosso hanno permesso di determinare solo i transiti regolari di un esopianeta sullo sfondo della stella madre, senza fornire nuove informazioni.
I ricercatori sono stati aiutati dalla localizzazione di successo dell'esopianeta 55 Cancer e. Poiché è 64 volte più vicino alla sua stella di quanto lo sia la Terra al Sole, dura solo 18 ore all'anno e la superficie si riscalda fino a 2000 K. A causa del forte riscaldamento, brilla nel medio infrarosso. La luminosità infrarossa, rara per i pianeti, consente di studiarla non solo mediante osservazioni nel campo ottico, ma anche dall'apparato del telescopio orbitante Spitzer.
The Spitzer Space Telescope (Immagine: NASA / JPL-Caltech).
I dati combinati raccolti dai telescopi spaziali Hubble e Spitzer e dagli osservatori a terra hanno permesso ai ricercatori dell'University College di Londra di giudicare la composizione dell'involucro di gas dell'esopianeta. I metodi di analisi spettrale della composizione chimica sono ampiamente utilizzati per studiare le stelle e l'atmosfera dei pianeti del sistema solare, ma per la lontana super-terra si sono rivelati altrettanto informativi per la prima volta.
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Nell'atmosfera dell'esopianeta 55 Cancer, è stata trovata una grande quantità di idrogeno ed elio. Probabilmente ha catturato presto questi elementi luminosi da una nuvola di gas ionizzato durante la formazione del sole locale. Nonostante tutte le aspettative e i calcoli preliminari, il vapore acqueo nell'atmosfera dell'esopianeta non è stato ancora rilevato anche in tracce.
A causa dell'intenso riscaldamento della stella 55 Cancer A, la crosta della super-Terra si scioglie costantemente durante il giorno e ha appena il tempo di raffreddarsi durante la notte. Con flussi di calore ascendenti, particelle di carbonio e suoi composti, per lo più inorganici, entrano costantemente nell'atmosfera. Nel corso di varie reazioni si formano principalmente ossidi, acido cianidrico (vapore di acido cianidrico) e acetilene. La predominanza del monossido di carbonio sull'anidride carbonica indica un elevato rapporto carbonio / ossigeno. “La presenza di acido cianidrico e di altre molecole che abbiamo scoperto potrebbe essere confermata in pochi anni dalle prossime generazioni di telescopi a infrarossi. In questo caso, riceveremo nuove prove che questo pianeta è estremamente ricco di carbonio e, in generale, molto insolito”, ha commentato uno degli autori dello studio, Jonathan Tennyson (Jonathan Tennyson).
Andrey Vasilkov
