To James Webb αποκαλύπτει έναν εξωπλανήτη «κόλαση»

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb μελέτησε τον 55 Cancri e, μια υπερ Γη με ακτίνα περίπου 1,88 φορές μεγαλύτερη από της Γης και μάζα περίπου οκτώ φορές μεγαλύτερη από αυτή του πλανήτη μας.

Ο εξωπλανήτης βρίσκεται περίπου 41 έτη φωτός μακριά είναι παλιρροϊκά συγχρονισμένος με ένα άστρο παρόμοιο με τον Ήλιο και ολοκληρώνει μία περιφορά γύρω του σε μόλις 0,7 ημέρες.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτή η εξαιρετικά κοντινή τροχιά είναι αρκετή για να λιώσει την επιφάνεια του πλανήτη. Για σύγκριση ο Ερμής χρειάζεται 88 ημέρες για να ολοκληρώσει μία περιφορά γύρω από τον Ήλιο. Τα νέα ευρήματα ενδέχεται να βοηθήσουν στην καλύτερη κατανόηση του σχηματισμού και της εξέλιξης των εξωπλανητών λάβας.

Χρησιμοποιώντας το James Webb οι επιστήμονες παρατήρησαν πέντε εκλείψεις του 55 Cancri e και συνέκριναν τα αποτελέσματα με καθιερωμένα μοντέλα για τον σχηματισμό και την εξέλιξη των εξωπλανητών. Σύμφωνα με αυτά τα μοντέλα οι πλανήτες λάβας θα πρέπει να διαθέτουν μεγάλες ποσότητες μονοξειδίου του άνθρακα και διοξειδίου του άνθρακα.

Τα ευρήματα

Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η ατμόσφαιρα του 55 Cancri e πιθανότατα αποτελείται από μεγάλες ποσότητες μονοξειδίου του άνθρακα, μικρότερες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα και άφθονο υδρογόνο. Παρατήρησαν επίσης ότι οι διαφορές μεταξύ των πέντε εκλείψεων μπορεί να οφείλονται σε εκπομπές αερίων από το εσωτερικό του πλανήτη ή σε σύννεφα που σχηματίζονται από αυτά τα αέρια. Τα σύννεφα αυτά ενδέχεται να ψύχουν προσωρινά την επιφάνεια μέχρι νέες εκπομπές αερίων να τα διαλύσουν.

Η μελέτη αναφέρει ότι οι δευτερογενείς ατμόσφαιρες των βραχωδών πλανητών καθορίζονται από τη σύσταση του εσωτερικού τους και από τις μεταγενέστερες εκπομπές αερίων. Επομένως, η σύνθεση της ατμόσφαιρας συνδέεται άμεσα με τη χημική κατάσταση οξείδωσης και αναγωγής του εσωτερικού τους. Η προτίμηση των δεδομένων σε μοντέλα πλούσια σε υδρογόνο υποδηλώνει ότι το εσωτερικό του 55 Cancri e έχει σχετικά χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο κάτι που συμφωνεί με την ύπαρξη ενός ωκεανού μάγματος από τον οποίο εκλύονται αέρια.

Με απλά λόγια η χημική ισορροπία στο εσωτερικό του πλανήτη ευνοεί το υδρογόνο έναντι του οξυγόνου γεγονός που εξηγεί γιατί η ατμόσφαιρά του είναι πλούσια σε υδρογόνο.

Κοσμικές κολάσεις

Οι εξωπλανήτες λάβας έχουν βρεθεί στο επίκεντρο της έρευνας τα τελευταία χρόνια καθώς αρκετοί ανακαλύφθηκαν μέσα στην τελευταία δεκαετία αν και ο 55 Cancri e είχε εντοπιστεί ήδη από το 2004. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν επίσης οι K2-141 b, L 98-59 d, TOI-561 b, HD 63433 d και CoRoT-7 b, με περιόδους περιφοράς περίπου 6,7 ώρες, 7,5 ημέρες, 10,5 ώρες, 4,2 ημέρες και 20,4 ώρες αντίστοιχα.

Όπως και ο 55 Cancri e όλοι αυτοί οι εξωπλανήτες είναι παλιρροϊκά συγχρονισμένοι με τα μητρικά τους άστρα και εκτίθενται σε ακραίες θερμοκρασίες. Στον 55 Cancri e η λάβα καλύπτει κυρίως την πλευρά που βλέπει συνεχώς προς το άστρο του, ενώ σε άλλους εξωπλανήτες όπως ο L 98-59 d ολόκληρη η επιφάνεια καλύπτεται από έναν παγκόσμιο ωκεανό μάγματος παρόμοιο με την έντονα ηφαιστειακή Ιώ.

Η ηφαιστειακή δραστηριότητα στην Ιώ προκαλείται από την παλιρροϊκή θέρμανση η οποία δημιουργείται καθώς το μικρό αυτό φεγγάρι παραμορφώνεται συνεχώς από την τεράστια βαρυτική έλξη του Δία.

Αντίθετα στους εξωπλανήτες λάβας όπως ο 55 Cancri e η ηφαιστειακή δραστηριότητα οφείλεται στις ακραίες θερμοκρασίες που επικρατούν επειδή βρίσκονται σε εξαιρετικά μικρή απόσταση από τα μητρικά τους άστρα. Ενώ η Ιώ παρουσιάζει ηφαιστειακή δραστηριότητα σε ολόκληρη την επιφάνειά της ορισμένοι πλανήτες λάβας διαθέτουν λιωμένη επιφάνεια μόνο στην πλευρά που είναι μόνιμα στραμμένη προς το άστρο τους εξαιτίας του παλιρροϊκού συγχρονισμού.

Τα επόμενα χρόνια και τις επόμενες δεκαετίες οι ερευνητές αναμένεται να αποκαλύψουν ακόμη περισσότερα στοιχεία για τον 55 Cancri e και τους υπόλοιπους εξωπλανήτες λάβας. Μόνο ο χρόνος θα δείξει ποιες νέες ανακαλύψεις μας περιμένουν και αυτός είναι ένας από τους λόγους που η επιστήμη παραμένει τόσο συναρπαστική.

Naftemporiki.gr