Super-Země 55 Cancri e (aka. Janssen) je poněkud slavný, jak exoplanet jde. Původně objevený v roce 2004, byl tento svět jedním z mála, jehož objev předcházel Kepler mise. Do roku 2016 byla také první exoplaneta, která svou atmosféru úspěšně charakterizovala. V průběhu let bylo na této planetě provedeno několik studií, které odhalily některé docela zajímavé věci o jejím složení a struktuře.
Vědci například věřili najednou, že 55 Cancri e je „diamantová planeta“, zatímco novější práce založené na údajích z Kosmický dalekohled Spitzer dospěl k závěru, že jeho povrch byl pokryt v jezerech horké lávy. Nová studie provedená vědci z laboratoře Jet Propulsion Laboratory společnosti NASA však ukazuje, že navzdory svému intenzivnímu povrchovému teplu má 55 Cancri e atmosféru srovnatelnou se Zemským povrchem, pouze mnohem teplejší!
Studie s názvem „Případ pro atmosféru na Super-Zemi 55 Cancri e“, se nedávno objevila v roce 2005 Astrofyzikální deník. Vedl o Isabel Angelo (fyzika major s UC Berkeley) za pomoci Renyu Hu - astronom a Hubble Fellow s JPL a Caltech - pár provedl podrobnější analýzu Spitzer údaje k určení pravděpodobnosti a složení atmosféry kolem 55 Cancri e.
Předchozí studie planety poznamenaly, že tato super-Země (která je dvakrát větší než naše planeta) obíhá velmi blízko své hvězdy. V důsledku toho má velmi krátkou orbitální periodu asi 17 hodin a 40 minut a je přílivově uzamčen (s jednou stranou neustále směřující ke hvězdě). Od června do července 2013 Spitzer pozorovali 55 Cancri e a získávali údaje o teplotě pomocí speciální infračervené kamery.
Zpočátku byly teplotní údaje považovány za náznak toho, že na povrchu existovala velká ložiska lávy. Po opětovné analýze těchto dat a jejich zkombinování s novým modelem, který dříve vyvinul Hu, tým začal pochybovat o tomto vysvětlení. Podle jejich zjištění musí planeta mít hustou atmosféru, protože lávová jezera vystavená vesmíru by vytvářely horká místa vysokých teplot.
Navíc poznamenali, že teplotní rozdíly mezi denní a noční stranou nebyly tak významné, jak se dříve myslelo - další náznak atmosféry. Porovnáním změn jasu planety s modely toku energie dospěl tým k závěru, že atmosféra s těkavými materiály je nejlepším vysvětlením vysokých teplot. Jak vysvětlil Renyu Hu v nedávném tiskovém prohlášení NASA:
"Pokud je na této planetě láva, bylo by nutné pokrýt celý povrch." Ale láva by byla před námi skrytá hustou atmosférou. Vědci diskutovali o tom, zda má tato planeta atmosféru jako Země a Venuše, nebo jen skalnaté jádro a žádnou atmosféru, jako je Merkur. Případ atmosféry je nyní silnější než kdy jindy. “
Pomocí Huova vylepšeného modelu toho, jak by teplo proudilo po celé planetě a vyzařovalo zpět do vesmíru, zjistili, že teploty na denní straně by se pohybovaly v průměru kolem 2573 K (2 300 ° C; 4 200 ° F). Mezitím by teploty na „studené“ straně měly průměrně asi 1573 - 1673 K (1 300 - 1 400 ° C; 2 400 - 2 600 ° F). Pokud by planeta neměla atmosféru, rozdíly v teplotě by byly mnohem extrémnější.
Pokud jde o složení této atmosféry, Angelo a Hu odhalili, že je to pravděpodobně podobné Zemi - obsahující dusík, vodu a dokonce i kyslík. I když je mnohem teplejší, zdá se, že atmosférická hustota je podobná hustotě Země, což naznačuje, že planeta je s největší pravděpodobností skalnatá (aka. Pozemská) ve složení. Nevýhodou je, že teploty jsou příliš vysoké na to, aby povrch udržel tekutou vodu, což činí obyvatelnost nezačínajícím.
Tato studie byla nakonec umožněna díky vývoji Hu metody, která usnadňuje studii exoplanetové atmosféry a povrchy. Angelo, která studii vedla, na ní pracovala jako součást své stáže s JPL a přizpůsobila Huův model 55 Cancri e. Dříve byl tento model aplikován pouze na obří plynné obry, které obíhají blízko svých příslušných sluncí (aka. „Hot Jupiters“).
Přirozeně existují nevyřešené otázky, které tato studie vyvolává, například to, jak se zabránilo tomu, že atmosféra do vesmíru ztratila. Vzhledem k tomu, jak blízko planeta obíhá ke své hvězdě a ke skutečnosti, že je přílivově uzamčena, by byla vystavena intenzivnímu záření. Další studie mohou pomoci odhalit, jak tomu tak je, a pomohou zlepšit naše porozumění velkým skalnatým planetám.
Aplikace tohoto modelu na Super-Zemi je dokonalým příkladem vývoje exoplanetového výzkumu v posledních letech. Zpočátku byli vědci omezeni na studium plynných obrů, které obíhají blízko svých hvězd (stejně jako jejich příslušné atmosféry), protože ty jsou nejjednodušší na místě a charakterizovat. Ale díky zdokonalení přístrojového vybavení a metod roste rozsah planet, které jsme schopni studovat.
