Първо откриване на вторична атмосфера около екзопланета  

Проучване, включващо измервания от космическия телескоп Джеймс Уеб (JWST), предполага, че екзопланетата 55 Cancri e има вторична атмосфера, дегазирана от магма океан. Вместо изпарена скала, атмосферата може да е богата на CO2 и CO. Това е първият случай на откриване на вторична атмосфера около скалиста екзопланета и е важен в науката за екзопланетите, тъй като придобиването и поддържането на богата на газ атмосфера от скалиста планета е ключово до обитаемост.  

Екзопланетите (т.е. планетите извън слънчевата система) са фокусът в търсенето на признаци на извънземен живот. Откриване и характеризиране на екзопланети в звездните системи са важни за изучаването на обитаеми земеподобни планети с среда и условия, благоприятни за поддържане на живот.  

Първите екзопланети са открити през 1990-те години. Оттогава през последните няколко десетилетия са открити над 5000 екзопланети. Почти всички от тях са открити в нашата родна галактика Млечен път. Ан екзопланета във външна галактика е открита за първи път през 2021 г.     

Екзопланетите със скалист терен и вторична атмосфера са от особен интерес за астрономите, защото такива екзопланети е вероятно да има условия, подобни на земните. Вторичната атмосфера се образува от отделянето на материали, уловени в топлата мантия, към повърхността на планетата. За земните планети първичната атмосфера, образувана от леки газове като водород и хелий, натрупани по време на първоначалното формиране на планетата, се губи поради по-ниската температура на повърхността и скоростта на бягство на планетата.  

Екзопланетата 55 Cancri e 

Екзопланетата 55 Cancri e е гореща скалиста екзопланета, разположена на 41 светлинни години от Земята в съзвездието Рак. Предимно скалиста с равновесна температура от около 2,000 K, тя обикаля около подобната на слънцето звезда 55 Cancri и е класифицирана като супер-Земя (тъй като има диаметър два пъти по-голям от този на Земята и плътност малко по-голяма). Неговият състав вероятно ще бъде подобен на скалистите планети в Слънчевата система.   

Предишни изследвания на тази екзопланета предполагаха наличие на атмосфера, богата на летливи вещества. Резултатите не са благоприятни за наличието на H₂/Първичната атмосфера е доминирана от He, но не може да се изключи възможността газовата обвивка да е направена от изпарена скала, тъй като планетата е достатъчно гореща, за да позволи изпаряването на разтопените скали. Не може да се знае дали атмосферата на тази екзопланета е вторично образувана от отделяне на материали, уловени в топла мантия на повърхността на планетата.  

Вторичната атмосфера се развива след първични по-леки газове (главно H₂ и Той) се губят, когато планетата изстине. Образува се от отделяне на газ от вътрешността към повърхността на планетата поради вулкани или тектонични дейности. Например атмосферите на Венера, Земята и Марс са вторична атмосфера. Наличието на вторична атмосфера в екзопланета предполага по-нататъшно развитие на планета в ранен стадий към възможна обитаемост.  

JWST изследване на екзопланета 55 Cancri e 

Измерванията на спектъра на топлинните емисии на екзопланетата 55 Cancri e от инструментите на космическия телескоп Джеймс Уеб (JWST) изключват възможността атмосферата да е направена от изпарена скала. Новите открития показват, че атмосферата е дегазирана от магмен океан и вероятно е богата на CO₂ и CO.  

Това е значително развитие в науката за екзопланетите. Това е първият път, когато се открива екзопланета със заобикаляща атмосфера, образувана от изпарени материали от вътрешността (вторична атмосфера).  

Земята, Венера и Марс в нашата слънчева система са били покрити с магмен океан в миналото с взаимодействие на атмосфера, повърхност и вътрешност. Следователно новото развитие може да ни помогне да разберем по-добре ранните условия на Земята, Венера и Марс и как една скалиста планета придобива и поддържа богата на газ атмосфера, ключово изискване за една планета да бъде обитаема.  

*** 

Литература:  

1. JPL. Екзопланети – Уеб от НАСА намеква за възможна атмосфера около скалистата екзопланета. Публикувано на 8 май 2024 г. Достъпно на https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-webb-hints-at-possible-atmosphere-surrounding-rocky-exoplanet  

2. Ху, Р., и др 2024. Вторична атмосфера на скалистата екзопланета 55 Cancri e. Nature 630, 609–612. Публикувано: 08 май 2024 г. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07432-x  

3. Университет на Орегон. Страници – Първична и вторична атмосфера. Наличен в https://pages.uoregon.edu/jschombe/ast121/lectures/lec14.html 

***