Планета-"алмаз" в созвездии рака оказалась оплавленной с одной стороны. Планета-"алмаз" в созвездии рака оказалась оплавленной с одной стороны Алмазная планета 55 рака е

55 Рака e - сверхземля, расположенная в планетарной системе солцнеподобной звезды 55 Рака (HD 75732). Она была открыта в 2004 году американскими астрофизиками методом доплеровской спектроскопии, а в 2011 году с помощью канадского орбитального телескопа MOST были обнаружены транзиты планеты e по диску звезды. Период обращения вокруг звезды равен 17 часам и 41 минуте , большая полуось орбиты 0,0157 а.е., эксцентриситет орбиты 0,07. Масса планеты, полученная с помощью измерения лучевых скоростей родительской звезды, оказалась равна 8,63 ± 0,35 массам Земли.

Более подробные исследования планеты были проведены при наблюдении её транзита (прохождения по диску звезды). Наблюдения с помощью канадского микроспутника MOST, позволили ученым установить, что во время прохода планеты мимо звезды, светимость последней снижается на 0,02%. Этих данных было достаточно, чтобы вычислить диаметр планеты, который составил около 2,00 ± 0,14 диаметров Земли. Средняя плотность 55 Рака e оказывается сравнимой с плотностью Земли.

Данные же, полученные при транзите инфракрасным космическим телескопом «Спитцер», дают радиус «суперземли» - 2,193 ± 0,14 земного, что совпадает с данными, полученными от MOST.

1. A Super-Earth Transiting a Naked-Eye Star - arxiv.org/abs/1104.5230
2. Астрономы уточнили некоторые сведения о ближайшей к нам экзопланете - cybersecurity.ru/prognoz/122061.html
3. Получены новые данные о сверхплотной экзопланете 55 Рака е - science.compulenta.ru/609002/
4. 55 Cancri: Stellar Astrophysical Parameters, a Planet in the Habitable Zone, and Implications for the Radius of a Transiting Super-Earth - arxiv.org/abs/1106.1152

Одна из ближайших к нам экзопланет в созвездии Рака, впервые обнаруженная в 2004 году, недавно оказалась в центре внимания космических телескопов «Хаббл», «Спитцер» и крупнейших наземных обсерваторий. Благодаря новым астрономическим инструментам и алгоритмам анализа данных, сейчас удалось определить наличие и состав её атмосферы. Для экзопланет класса «суперземля» такая работа выполнена впервые.

Двойная звезда 55 Рака давно привлекала внимание. Она видна на небе невооружённым глазом, поскольку находится от нас на расстоянии всего в 40,9 световых лет и обладает светимостью в 0,6 солнечных. Главная звезда в этой системе относится к тому же основному спектральному классу (GxV), что и Солнце. Её масса также близка к солнечной, а вокруг неё вращается как минимум пять планет. Каждая из них была обнаружена методом доплеровской спектроскопии. Затем открытие экзопланет подтвердили с помощью наблюдений, выполненных на орбитальных и крупнейших наземных обсерваториях.

Среди всех обнаруженных у солнцеподобной звезды экзопланет наибольшее внимание астрономов сейчас привлекает 55 Рака e. Это суперземля с большим содержанием углерода. При массе в 8,37 земных и радиусе в 2,17 раз больше земного, в её недрах должны создаваться условия для интенсивного формирование алмазов. По первичным оценкам их совокупный объём превышает размерами Землю. Дополнительный интерес к экзопланете обуславливался тем, что математические модели прогнозировали наличие у неё плотной атмосферы с высокой вероятностью содержания водяного пара.

Долгое время эти данные пытались подтвердить или опровергнуть, уточняя параметры планеты, её возможный состав и происхождение. С 2014 года для этого использовали самый совершенный прибор на космическом телескопе «Хаббл» – камеру WFC3. Однако наблюдения в видимом и ближнем инфракрасном свете позволяли определять лишь регулярные транзиты экзопланеты на фоне родительской звезды, не давая новой информации.

Исследователям помогло удачное расположение экзопланеты 55 Рака e. Поскольку она находится в 64 раза ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу, год на ней длится всего 18 часов, а поверхность нагревается до 2000 K. Из-за сильного нагрева она светится в среднем инфракрасном диапазоне. Редкая для планет ИК-светимость позволяет изучать её не только средствами наблюдений в оптическом диапазоне, но и аппаратурой орбитального телескопа «Спитцер».

Совместные данные, собранные космическими телескопами «Хаббл», «Спитцер» и наземными обсерваториями, позволили исследователями из Университетского колледжа Лондона судить о составе газовой оболочки экзопланеты. Методы спектрального анализа химического состава широко применяются для изучения звёзд и атмосферы планет Солнечной системы, но для далёкой суперземли они впервые оказались столь же информативными.

В атмосфере экзопланеты 55 Рака е обнаружили большое количество водорода и гелия. Вероятно, она захватила эти лёгкие элементы ещё на раннем этапе из облака ионизированного газа при формировании местного солнца. Несмотря на все ожидания и предварительные расчёты, водяной пар в атмосфере экзопланеты обнаружить пока не удалось даже в следовых количествах.

Из-за интенсивного нагрева звездой 55 Рака А, кора суперземли постоянно плавится днём и едва успевает остыть за ночь. С восходящими тепловыми потоками в атмосферу постоянно попадают частицы углерода и его соединения – преимущественно неорганические. В ходе различных реакций в основном образуются оксиды, цианид водорода (пары синильной кислоты) и ацетилен. Преобладание монооксида углерода над его диоксидом указывает на высокое соотношение углерода к кислороду.

«Присутствие цианистого водорода и других обнаруженных нами молекул может подтвердится через несколько лет следующим поколениям инфракрасных телескопов. В этом случае мы получим новые доказательства того, что эта планета чрезвычайно богата углеродом и в целом очень необычна», – комментирует один из авторов исследования Джонатан Теннисон (Jonathan Tennyson).

0 👁 867

55 Рака e – ​​примерно вдвое больше нашей планеты, обращающаяся вокруг своей за 18 часов. Температура ее поверхности 2700 градусов Цельсия. Некоторое время она называлась «алмазной планетой», потому что высказывались предположения, что она состоит из алмазов и графита. Сейчас эта теория подвергается сомнению, но планета по-прежнему остается интересным объектом для изучения из-за ее высокой плотности и чрезвычайной близости к родительской звезде. Последние исследования дали больше информации о поверхности и этого горячего мира.

Планета была открыта в 2004 году, вблизи звезды 55 Рака A, одной из двух звезд в , расположенной в 40 от в . В этой системе есть еще 4 планеты.

Первоначально орбитальный период 55 Рака e оценили в 2,8 дня, но измерения в 2011 году показали, что планета расположена намного ближе к звезде. Наблюдения с MOST дали период менее 18 часов. Исследователи подсчитали, что температура поверхности планеты может достигать 2700 градусов Цельсия.

Космический телескоп в 2012 году показал, что 55 Рака e еще более странный объект, чем ожидалось. Хотя первоначальные оценки говорят, что планета плотная и каменистая, «Спитцер» дал основания полагать, что на планете есть некоторое количество легких элементов и соединений (таких как вода). Она может примерно на пятую часть состоять из них. Однако высокие поверхностные температуры способствуют тому, что эти вещества находятся в состоянии «сверхкритической жидкости», при котором исчезает различие между жидкой и газовой фазой.

Модель строения планеты в 2012 году предполагала, что 55 Рака e состоит из углерода (в основном, алмазов и графита), а также железа, карбида кремния и силикатов. Эта модель, в отличие от предыдущих, не отталкивалась от химического состава Земли.

Тем не менее, против этой идеи выступила в 2013 году аспирантка Университета Аризоны Йоханна Теске. В своем заявлении она сказала, что родительская звезда 55 Рака e одновременно холоднее и более металллична, чем оно. Она также сказала, что в исследовании 2012 года не были должным образом проанализированы линии одиночного кислорода, что привело к возможным ошибкам. В результате ее исследования обнаружилось, что звезда-хозяин 55 Рака e имеет на 25 процентов больше кислорода, чем углерода

«Теоретически 55 Рака e может иметь высокое отношение углерода к кислороду и быть алмазной планетой, но звезда-хозяин не имеет такого высокого отношения», – сказала Теске в заявлении. Таким образом, между составом звезды и планеты нет соответствия.

Продолжающиеся исследования планеты пытаются выяснить больше о ее странной природе. Планету наблюдали космические телескопы и «Спитцер» Их результаты опубликованы между 2013 и 2016 годами. Некоторые из предложенных теорий о поверхности планеты включают вулканы или жидкую лаву, которые объясняют широкие температурные колебания между днем ​​и ночью. Анализ атмосферы предполагает, что оболочка планеты в основном состоит из водорода и гелия - больше напоминая атмосферу , чем Земли.

По материалам

МОСКВА, 31 мар - РИА Новости . Загадочная планета-"алмаз" 55 Cancri e стала еще экзотичнее - оказалось, что из-за гигантского перепада в температурах поверхности ее полушарие, обращенное к светилу, находится в расплавленном состоянии, а "темная сторона" является твердой, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature .

Экзопланета 55 Cnc e — одна из пяти планет звезды 55 в созвездии Рака (55 Cnc или 55 Cancri), расположенной в 40 световых годах от Земли. Эта звезда чуть уступает Солнцу по массе и размерам. Прежние исследования спектра 55 Cnc показали, что углерода в ее составе в два раза больше, чем кислорода. А значит, это должно быть свойственно и ее планетам.

Масса планеты 55 Cnc e в два раза больше массы Земли, и она расположена так близко к своему светилу, что температура на ее поверхности достигает 1,6 тысячи градусов. Компьютерное моделирование, проведенное в 2011 году, показало, что суперземля 55 Cnc e состоит из графита и алмазов, некоторого количества карбидов и силикатов и большого железного ядра, причем на долю алмазов приходится до трети вещества планеты.

Брис-Оливье Демори (Brice-Olivier Demory) из Лаборатории Кавендиша в Кембридже (Великобритания) и его коллеги раскрыли еще более удивительные черты облика этой планеты, наблюдая за ней при помощи орбитального телескопа "Спитцер", работающего в инфракрасном диапазоне.

Наблюдая за тем, как выглядели разные регионы планеты в различные моменты ее прохождения по диску светила, авторы статьи смогли получить данные по тому, как выглядят разные полушария 55 Cancri e и как отличаются их физические свойства. Подобное исследование стало возможным благодаря тому, что эта планета совершает один оборот вокруг звезды всего за один неполный день, что позволило ученым быстро набрать данные о ее полушариях.

То, что увидели Демори и его коллеги, крайне удивило их - оказалось, что те колебания в яркости 55 Cancri e, которые их коллеги, открывшие эту планету, принимали за следы солнечных пятен, на самом деле находились на поверхности "алмаза" и говорили о кардинальных различиях в свойствах его полушарий.

К примеру, обращенное к светилу полушарие на самом деле нагрето не на 1,6 тысячи градусов Цельсия, а на 2,5 тысячи градусов, что говорит о том, что его поверхность представляет собой расплавленный океан из углеродной или кремниевой лавы. При этом, на "темной стороне" 55 Cancri e царит относительная "прохлада" - температуры там в среднем составляют 1,1 тысячи градусов.

На Земле и других планетах Солнечной системы ничего подобного не происходит по той причине, что у всех них, за исключением Меркурия, есть атмосфера, которая помогает переносить тепло из солнечного полушария на ночную сторону и тем самым выравнивать температуры. По всей видимости, "планета-алмаз", не обладает атмосферой в принципе, как минимум на светлой ее половине, благодаря чему и возникает этот перепад в температурах.

Подобное объяснение загадочной "полурасплавленной" природы 55 Cancri e не лишено недостатков - оно, к примеру, противоречит тому, что самый горячий участок на поверхности "светлого" полушария планеты периодически смещается, что возможно только в присутствии атмосферы. Как надеются ученые, запуск телескопов TESS и "Джеймс Уэбб" поможет раскрыть загадку "оплавленности" этого космического драгоценного камня размером с планету.