На расстоянии 41 светового года от Земли находится экзопланета под названием 55 Рака Е, вокруг которой, возможно, исследователи впервые обнаружили наличие атмосферы на каменистой планете за пределами Солнечной системы. Этот результат был получен с помощью космического телескопа NASA Джеймса Вебба.
55 Рака Е, также называемая Янссен, принадлежит к классу экзопланет, которые называют "супер-Земли" - это миры крупнее нашей Земли, но при этом меньше Нептуна. Она в два раза больше по размеру и чуть плотнее Земли, имеет похожий каменистый состав. Но условия на ее поверхности совсем не похожи на земные.
Дело в том, что 55 Рака Е обращается очень близко к своей звезде - всего в 1.4 миллионах км от нее, что в 25 раз ближе орбиты Меркурия. Из-за этого на планете очень высокие температуры и, вероятно, все ее поверхность представляет собой безбрежный океан расплавленной магмы. Одна сторона планеты постоянно обращена к звезде, а вторая находится в вечной темноте.
Чтобы определить, есть ли у 55 Рака Е атмосфера, ученые использовали два инструмента телескопа Джеймса Вебба - NIRCam и MIRI. Они измерили инфракрасное излучение планеты на разных длинах волн. Оказалось, что ее температура гораздо ниже ожидаемой - около 1540°C вместо 2200°C. Это может говорить о наличии атмосферы, которая перераспределяет тепло с дневной стороны на ночную.
Кроме того, наблюдения показали провал в спектре планеты между 4 и 5 микронами. Такой признак указывает, что в атмосфере 55 Рака Е могут быть молекулы окиси углерода или углекислого газа, которые поглощают излучение на этих длинах волн.
Несмотря на множество предыдущих наблюдений, у астрономов до сих пор не было надежных свидетельств наличия атмосферы у этой раскаленной каменистой экзопланеты. Полученные данные стали первым важным шагом на пути к ее подтверждению и исследованию состава. Телескоп Джеймса Вебба открывает новые горизонты в изучении атмосфер экзопланет земного типа.
Открытие атмосферы на 55 Рака Е имеет большое значение для астрономии. До сих пор считалось маловероятным, что каменистые планеты, расположенные так близко к своим звездам, способны удерживать атмосферу. Ведь из-за высоких температур и интенсивного излучения звезды газовая оболочка должна быстро улетучиваться в космос.
Тем не менее, если атмосфера 55 Рака Е действительно существует, значит могут быть и другие горячие каменистые миры с атмосферами. А это расширяет круг потенциально обитаемых планет. Пусть сама 55 Рака Е вряд ли пригодна для жизни, ее исследование поможет лучше понять физические процессы и условия на экзопланетах земного типа.
Кроме того, измерения в инфракрасном диапазоне дают информацию о химическом составе атмосферы планеты. Сейчас данных для точных выводов пока недостаточно. Но ученые надеются, что дальнейшие наблюдения с помощью телескопа Джеймса Вебба позволят более детально изучить атмосферу 55 Рака Е и, возможно, даже найти в ней признаки более сложных молекул.
Если удастся подтвердить наличие углекислого газа, это будет означать, что планета обладает углеродным циклом, как и Земля. Углекислота может связываться породами и высвобождаться при извержениях вулканов. Интересно, что сама атмосфера 55 Рака Е, скорее всего, по составу сильно отличается от земной - в ней вряд ли есть кислород или водяной пар. Но изучение этого экзотического мира в любом случае поможет понять многообразие планет во Вселенной.
Детальные исследования атмосфер каменистых экзопланет станут одной из главных задач телескопа Джеймса Вебба и астрономии в ближайшие годы. Удивительно, но далекий горячий мир 55 Рака Е может стать ключом к пониманию условий на других планетах и поискам возможных обитаемых миров. Новые открытия в этой области будут по-настоящему захватывающими.