Una misteriosa firma termica proveniente da un esopianeta “Hellworld” – 40 anni luce dalla Terra

Per quasi vent’anni, gli scienziati hanno seguito segnali sconcertanti provenienti da un enorme pianeta noto come 55 Cancri e.

L’infuocato “pianeta inferno” – una cosiddetta super-Terra distante circa 40 anni luce – può raggiungere temperature di oltre 4.400 gradi Fahrenheit sul suo lato diurno.

Presto, con l’aiuto del James Webb Space Telescope (JWST), i ricercatori sperano di decodificare completamente questi segnali e dimostrare se il pianeta sta generando o meno tutta la sua atmosfera e la sta disperdendo sotto l’intenso calore della sua stella madre.

Mentre il pianeta passava davanti a questa stella, Copernico, gli scienziati hanno registrato eclissi e piccoli aloni di luce provenienti dalla stella copernicana mentre questa luce passava attraverso l’atmosfera infernale di 55 Cancri e verso la Terra.

Una nuova teoria sull’evaporazione e il ringiovanimento dell’atmosfera di 55 Cancri e, pubblicata lo scorso settembre, è stata sviluppata dopo aver rivisitato le registrazioni di quelle eclissi.

La nuova previsione del ricercatore: una “atmosfera secondaria sottile e transitoria” su 55 Cancri e, un’atmosfera costantemente volatile a causa della sua costante attività vulcanica.

Dopo che 55 Cancri e fu scoperto nel 2004, gli scienziati decisero che probabilmente conteneva vulcani, flussi di lava e venti ad alta velocità che trasportavano tempeste di roccia “pioggia”.

Anche nel lato notturno più fresco, le temperature a 55 Cancri e si librano al calore estremo della roccia fusa, che è di circa 2.060 F.

Secondo Lily Zhao del Centro di astrofisica computazionale del Flatiron Institute di New York, il pianeta è probabilmente così caldo che “nulla di ciò che sappiamo sarebbe in grado di sopravvivere sulla superficie”.

IL Nuovo studio Ha utilizzato la luce visibile e infrarossa raccolta da tre telescopi spaziali separati per modellare la composizione gassosa di questa atmosfera in continua evoluzione che circonda 55 Cancri e.

In sostanza, si pensa che i vulcani del pianeta infernale sprigionino regolarmente gas caldo, un processo chiamato naturalmente “degassamento”, che trascina l’intero pianeta in nuovi strati di atmosfera.

Ma presto, come un orologio, le forti radiazioni del Sole e i venti solari spogliarono 55 Cancri e della maggior parte della sua nuova atmosfera surriscaldata.

Ma secondo l’autore del nuovo studio, un astrofisico Kevin Heng Dall’Università Ludwig Maximilian in Germania, questo nuovo cambiamento atmosferico non lascia l’intero pianeta in una “roccia nuda”, come suggeriscono le teorie precedenti.

“Nonostante questo contrasto”, ha scritto Heng, “la profondità della sua transitività [the area of eclipsing planet to its eclipsed star] Rimane abbastanza stabile nel tempo e non è compatibile con materiali opachi.’

In altre parole, anche nel suo stato più “calvo” sembra che un po’ di atmosfera sia ancora presente, ma visibile solo attraverso la sua firma termica a infrarossi.

Heng ha scoperto prove provenienti da tre telescopi orbitanti, tra cui il telescopio spaziale Spitzer e il telescopio spaziale Cubes, che indicano la possibilità di una “atmosfera secondaria” sottile e costantemente rinnovata.

“Mentre l’atmosfera in degassamento fuoriesce e si rigenera, si adatta rapidamente al bilancio radiativo e le fluttuazioni di temperatura fanno variare la profondità dell’eclissi infrarossa”, ha scritto Heng.

La ricerca di Heng è stata accettata dalla rivista Lettere del diario astrofisicoma non ancora esaminato – ha testato la possibile presenza di vari gas nell’atmosfera di 55 Cancri e per confermare la sua ipotesi.

È stato scoperto che il monossido di carbonio e l’anidride carbonica sono più probabili del metano.

“Le atmosfere contenenti metano puro sono state escluse perché non producono abbastanza diffusione di Rayleigh”, ha scritto Heng.

Lo scattering di Rayleigh è la regola collaudata nel tempo su come l’atmosfera si piega, si smorza e generalmente interagisce con la luce, e prende il nome dal fisico britannico del XIX secolo Lord Rayleigh, che per primo formulò il principio.

Secondo le teorie precedenti sul vero mondo infernale, quando non c’è una coltre di gas che circonda 55 Cancri e, il pianeta emette solo luce infrarossa.

Questi scienziati avevano precedentemente previsto che quando era presente un’atmosfera, sia la luce visibile che quella infrarossa avrebbero contribuito al segnale trasmesso.

Ma la teoria di Henig si concentrava sulla prova della luce infrarossa per esplorare un modello matematico “prova di concetto” attraverso il quale una piccola quantità di atmosfera potrebbe sempre rimanere.

Gli astrofisici, incluso Heng, sperano che il James Webb Space Telescope della NASA li aiuti a misurare i cambiamenti nella luce infrarossa e visibile dal “pianeta infernale” mentre passa tra Copernicus al centro del suo sistema solare e i telescopi qui, vicino alla Terra. .

Il “pianeta infernale” è così vicino alla sua stella ospite che completa ogni nuova orbita in meno di 20 ore, il che può anche contribuire al suo ambiente instabile, ma significa anche molti transiti e molte eclissi da cui raccogliere dati.

“Le prossime osservazioni con il telescopio spaziale James Webb consentiranno probabilmente misurazioni della temperatura atmosferica e della pressione superficiale, nonché della temperatura superficiale”, ha scritto Heng nel suo nuovo articolo.