55 Cancri e er en exoplanet med en identitetskrise. Efter åbningen i 2004 på en meget tæt kredsløb om en stjerne 40 lysår fra os, astronomerne har navngivet planeten “super-jords-planeter”. Bliver bare 8 gange mere masse og 2 gange større end vores verden, 55 Cancri e er i den kategori, Weltervægt, grænse, der varierer mellem gas giganter og terrestriske planeter. Intet som at vores solsystem er endnu ikke fundet.
For år har forskere mente, at den bedste forklaring på dens Mellemvægt tilstedeværelsen af en fast kerne størrelsen på Jorden, omgivet af en tæt damp atmosfære. Men det nye kort over den planet — den første af sin art for sådan en lille verden — tyder på, at 55 Cancri e kan ikke have atmosfære og for at være airless, halvt smeltet bold af slagger.
For den måned, observation (klar-tid) på de infrarøde rumteleskop NASA ‘ s Spitzer, et hold, ledet af Brice-Olivier Demory fra University of Cambridge groft skitserede kort heat “fase curve” af planet — version af sin lysstyrke, når den bevæger sig rundt på stjernen. Planeten er tidevands låst med sin stjerne, dvs verden roterer en gang rundt om sin akse pr bane, derfor, en halvkugle er for evigt badet i solskin, og det andet ligger i mørke. Målingerne viste, at natten den side af planeten, skal vise et rødt skær, som den temperatur, der overstiger 1000 grader Celsius — som en højovn. Men på dagen, side 55 Cancri e temperatur to gange, og hot spot flyttet til Øst fra den forventede position direkte under den stjerne. Resultaterne af de videnskabsmænd, der blev offentliggjort i Nature.
Meget mærkbar forskel mellem temperaturer på dag og nat sider for at angive manglende på 55 Cancri synlige atmosfære, som vindene bør flytte varmen mellem de to hjernehalvdele. Men flyttet hot spot dayside tyder på, at noget er stadig omfordeler varme, ødelægge ham bare lidt længere mod Øst, væk fra punkt “under en stjerne” på planetens overflade, hvor lyset fra stjernen mest intensivt.
“Vi skal først bruges remote sensing til at kortlægge fordelingen af temperatur i super-jords-planeter, siger undersøgelse medforfatter Nikku Madhusudhan af Cambridge University. Det var et fantastisk resultat, men det er meget ejendommelige: et stykke data tyder på, at planeten ikke kan være den atmosfære, den anden del siger, at der er noget, der skal strømme”.
Og dette “noget”, i henhold til Demory sandsynligvis smeltet sten. “Hot spot 55 Cancri e, hvis det ikke havde nogen atmosfære, betyder, at vi ser bare fast planet med en strøm på dens overflade med lava, som delvist fordeler varmen på side dag,” siger Demory. Dag side skal være dækket med vand, der cirkulerer lava, og den nemmeste og mindre tyktflydende lava skulle bevæge sig i retning af natten side, hvor det køler, og krystalliserer naturligvis akkumuleret i form af solid rock.
Ellers, siger han, den planet, som skal være den atmosfære, selv om meget mærkeligt — med skyer af fordampet rock. Kraftige vinde flyttet skyerne mod Øst langs med den rotation af planeten, skiftende hot spots, men også sten par ville hurtigt cool og falde til overfladen efter at have nået natten side.
“Det er svært at finde den blanding komponenter, der ville opføre sig på denne måde, siger Demory. — Vi har brug for noget muntre, der ville være gasformige på dagtimerne side, men kondensere på natten side. Vi var på udkig efter, men har endnu ikke fundet et stof, der opfylder disse kriterier, så kan vi godt lide muligheden for at lava, indtil vi bekræfte vende tilbage”.
“Det er meget interessant, at vi har en fase kurve af super-jords-planeter, siger Sara Seager, astronom og planetariske forskere på mit. — Dette viser, at astronomerne gør alt muligt for at optimere metoder til at arbejde med mindre og mindre planeter, og hvad naturen igen gav os en nysgerrig planet, der kredser tæt på at klare stjerner.”
Hård mål
Men ikke alle er overbevist om, at 55 Cancri e er en lava verden, eller at den fase, kurve af planet fra Spitzer er generelt korrekte. Nicolas Cowan, en astronom ved McGill University, der anvendes Spitzer data til at skabe varme kort af gas giganter blandt de exoplaneter, ikke sikker på, om den gamle teleskop kunne klare problemet med undersøgelsen af verdens mindre.
“Rå teleskop data udviser ofte variationer af et par procent, som enhver side påvirker ikke spørgsmålet om planeten, eller selv sin stjerne,” siger Cowan. Men i modsætning til de ændringer, der er annonceret til at opveje lysstyrke på 55 Cancri e er målt i dele per million. Sådan tyndeste dimension generelt stål, i princippet, fordi den oprindelige stjerne, planet, som er meget lys og derfor giver flere fotoner for astronomerne. Desuden, 55 Cancri e passerer ind foran stjernen set fra Jorden, kaster en skygge, som astronomerne kan søge efter oplysninger om et muligt planetens atmosfære og dens overflade.
“Men helt ærligt, det er et spændende resultat, som markerer kollision af ecogeology og ecoclimatology — fortsætter Cowan. — Jeg formoder, at det signal, der er en medvirkende snarere end astrophysical i naturen. Spitzer fungerer bedre, end det burde, men vi har en tendens til at udnytte det, ikke gider. Vi lærer videnskab, omhyggeligt at undersøge alle muligheder, som de rumfartøjer og instrumenter, der kan forårsage, er gradvist ved at ændre lysstyrken i systemet. Vi er meget overbeviste om, at vi kan overlade vores modeller af det arbejde, Spitzer ti tusind gange, uden at vi er i ukendt terræn lige indtil vi er bekymrede over den opførsel af detektor”.
Lyng Nutson, en astronom ved California Institute of technology, som opfandt den termiske kortlægning af gigantiske exoplaneter for Spitzer, skeptisk. “Spørgsmålet er en milliard dollars virkelig er ligesom dette: 55 Cancri e er, faktisk, en fast planet, men absolut ingen eller lidt stemning?”, siger hun.
Nutson en del af et team under ledelse af hendes tidligere studerende Bjørn, Bennike, som bruger nu Hubble space telescope til at udforske planeterne i deres søgen efter en lang dag. I særdeleshed, de ser på planet under transit, venter til udvidelse af den planetariske skygge, der er forbundet med det faktum, at stjernelys, der er absorberet af en brintholdig atmosfære. En anden gruppe forskere tog offentligt tilgængelige data Overvågnings-program Bennecke at sige om opdagelsen af atmosfæren på 55 Cancri e, men Nutson og tvivl i disse resultater.
“Denne planet var målet for mange observationelle kampagner med Hubble og Spitzer, og vi har stadig ikke fundet svar på simple spørgsmål om sammensætningen af undergrunden og atmosfæren, siger Nutan. — Dette taler for at det er vanskeligt at observere sådanne små planeter.”
Dyk dybt
Hvis 55 Cancri e er en lava verden, at det kan åbne helt nye muligheder i studiet af exoplaneter. Ud af de tusindvis af exoplaneter, der nu er kendt, er den mest varm supersell, der bor tæt på deres stjerne, som taler om den store udbredelse af denne type planeter i vores galakse. Lanceret i 2017, satellit-TESS og CHEOPS skal i fællesskab opdage og lære en masse flere planeter som 55 Cancri e.
CHEOPS bandet er allerede ved at planlægge omfattende observationer af 55 Cancri e, siger Demory, i jagten på temaet eller andre emissioner, der er forbundet med mulige vulkanudbrud. Space telescope James Webb, er planlagt til opsendelse i 2018, kunne studere den kemiske sammensætning af forstøvet materiale fra overfladen af en svides jordens kraftige stråling fra stjernerne, “at lugte krudtet racer”, som pyroxen og olivin, at studere geokemiske cykler fjern verden. Og til at aflive forestillingen om, at 55 Cancri e indeholder oceaner af lava, en gang for alle.
“Folk kan undre sig over, hvorfor denne slags planeter er interessant, hvis det er helt uegnet til livet, i modsætning til Jorden, siger undersøgelse medforfatter Vlada Stamenkovic, en geolog på Caltech. Men for at forstå den terrestriske planeter, vi har brug for at forstå deres kemi og interne processer, der styrer vigtigt at livet i oceaner og atmosfære. Delvist smeltet planeter som 55 Cancri e kunne hjælpe os med at lære mere om, hvad der er indeni dem, og hvordan de er lavet”.
Disse planeter er nyttige, men ser som ind i helvede — du ville ikke have dem til at leve. Og alligevel, de vil være yderst nyttigt for at forstå andre planeter, hvoraf vi en dag kan komme til at møde en lokal og bruger lokale dawn solen, nyder en lækker lokal kokos.