Super-Ziemia 55 Cnc e uchwycona przez naziemny teleskop

2

Po raz pierwszy astronomom udało się zaobserwować małą egzoplanetę przez naziemny teleskop. Tym obiektem jest 8,6 razy masywniejsza od Ziemi 55 Cnc e.

Egzoplaneta 55 Cancri e (skrótowo 55 Cnc e, bardziej precyzyjnie 55 Cancri Ae) to super-Ziemia masywniejsza od naszej planety, ale znacznie lżejsza od Urana czy Neptuna. Masa tej egzoplanety wynosi około 8,6 razy masa Ziemi, a promień jest około 2 razy większy od promienia naszej planety. 55 Cnc e krąży wokół swojej gwiazdy macierzystej w średniej odległości zaledwie 2,3 miliona kilometrów z czasem około 17,5 godziny.

Obiekt został odkryty w 2004 roku, stając się jedną z pierwszych odkrytych egzoplanet określanych jako „super-Ziemie”. Wcześniej, od 1997 roku wykrywano inne planety pozasłoneczne krążące wokół jednej z gwiazd układu 55 Cancri. Dziś znanych jest łącznie pięć egzoplanet w tym układzie, wśród których 55 Cnc e jest najmniejsza – pozostałe obiekty to gazowe giganty, które mają masy w zakresie od około 0,5x masy Saturna do około 4x masa Jowisza.

55 Cnc e została odkryta za pomocą techniki detekcji zmian prędkości radialnej gwiazdy macierzystej. Pierwotne wyliczenia wskazywały, że ta egzoplaneta ma masę około 14 x większą od Ziemi (wprowadzono wówczas określenie „gorącego Neptuna”, z uwagi na bliskość do swej gwiazdy), jednak po kolejnych obserwacjach masę 55 Cnc e zredukowano do około 8 mas naszej planety.

Po raz pierwszy bezpośrednio za pomocą teleskopu dokonano detekcji 55 Cnc e w 2011 roku. Wówczas kanadyjskie orbitalne obserwatorium MOST, wyposażone w teleskop o średnicy 15 cm wykryło regularne tranzyty 55 Cnc e przed swoją gwiazdą (z perspektywy obserwatora z Układu Słonecznego). Ten tranzyt spowodował minimalny spadek jasności gwiazdy i był regularny, co odpowiadało parametrom i ruchowi 55 Cnc e po orbicie. Ten minimalny spadek jasności gwiazdy jest maksymalnej wielkości zaledwie 0,05% i trwa około 2 godzin.

W 2014 roku ta sama sztuka udała się naziemnemu teleskopowi. Jest to pierwszy raz, w którym naziemne obserwatorium astronomiczne było w stanie wykryć tranzyt „super-Ziemi”. Udało się to obserwatorium Nordic Optical Telescope (NOT), zainstalowanym na wyspie La Palma (Wyspy Kanaryjskie). Średnica lustra teleskopu NOT wynosi 2,56 m – podobna wartość, co orbitalnego teleskopu Hubble.

Dotychczas obserwacje tak niewielkich zmian jasności były niemożliwe z powierzchni Ziemi z uwagi na falującą atmosferę. O ile duże gazowe giganty tranzytujące przed swoimi gwiazdami są już „hurtowo” odkrywane przez naziemne obserwatoria, o tyle sygnał od tranzytu „super-Ziemi” był dotychczas na tyle słaby, że nie była możliwa detekcja takich obiektów. Dopiero niedawny rozwój technologii, w szczególności tzw. optyki aktywnej, pozwolił na naziemne obserwacje astronomiczne w większą precyzją.

Warunki na 55 Cnc e są prawdziwie piekielne i daleko im od warunków, do których przywykliśmy na Ziemi. Temperatura na tej egzoplanecie sięga 1700 stopni Celsjusza. Niektórzy astronomowie uważają, że około 1/3 całej masy 55 Cnc e to węgiel. Oznacza to, że 55 Cnc e jest tzw. planetą węglową, być może w części zbudowaną z grafitu oraz diamentu. Brak natomiast na tej egzoplanecie tlenu i wody.

55 Cnc e, z uwagi na dobrze poznane parametry, może w przyszłości służyć do testu zdolności nowych obserwatoriów astronomicznych. Na 2017 rok zaplanowano amerykańską misję Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Celem misji TESS będzie wykrycie „tysięcy egzoplanet krążących wokół najjaśniejszych gwiazd na niebie”. Również na 2017 rok zaplanowano start europejskiej misji CHaracterising ExOPlanets Satellite (CHEOPS), który ma m.in. charakteryzować odkryte wcześniej egzoplanety i być w stanie określić promień obiektów wielkości w zakresie od Ziemi do Neptua. TESS i CHEOPS z pewnością będą w stanie wykryć sygnał od 55 Cnc e, co może pomóc w procesie kalibracji instrumentów tej sondy.

(NOT)

Przekaż dalej

2 komentarze

  1. Wymagana jest pewna poprawka do tego ciekawego artykułu. Satelita Tess który ma zostać wyniesiony na wysoką orbitę Ziemi w 2017 roku jest satelitą amerykańskim. Natomiast inną misją która ma zostać wyniesiona na orbitę także w 2017 roku jest Europejski satelita Cheops. Obie misje będą analizowały tranzyty egzoplanet, przy czym Tess ma zbadać obszar większości nieba i zbadać ok. 500 tyś. gwiazd w poszukiwaniu egzoplanet wielkości Ziemi i Super-Ziemi tranzytujących przed gwiazdami w odległościach od kilkudziesięciu do 400 lat świetlnych (bliżej niż obszar badań sondy Kepler) w celu odszukania nowych podobnych do Ziemi planet w ekosferach. Z kolei europejska misja Cheops ma za zadanie scharakteryzować metodą tranzytów już wcześniej odkryte planety i zbadać widma ich atmosfer gdy planeta przechodząc przed gwiazdą jest “prześwietlana” i w widmie spektralnym gwiazdy pojawia się dodatkowo widmo spektralne tranzytującej planety. Obie misje mają pracować na orbicie przynajmniej dwa lata.

    • Krzysztof Kanawka na

      Dzięki za poprawki! Rzeczywiście końcówka tekstu zawierała błędy. 🙂