’n Studie wat metings deur James Webb-ruimteteleskoop (JWST) behels, dui daarop dat die eksoplaneet 55 Cancri e ’n sekondêre atmosfeer het wat deur magma-oseaan ontgas word. In plaas van verdampte rots, kan die atmosfeer ryk wees aan CO2 en CO. Dit is die eerste geval van opsporing van sekondêre atmosfeer rondom 'n rotsagtige eksoplaneet en is betekenisvol in eksoplaneetwetenskap omdat die verkryging en onderhoud van 'n gasryke atmosfeer deur 'n rotsagtige planeet die sleutel is tot bewoonbaarheid.
Eksoplanete (dws planete buite die sonnestelsel) is die fokuspunte in die soeke na tekens van buiteaardse lewe. Opsporing en karakterisering van eksoplanete in die sterrestelsels is belangrik vir die studie van bewoonbare aarde-agtige planete met omgewing en toestande wat bevorderlik is om lewe te ondersteun.
Die eerste eksoplanete is in die 1990's opgespoor. Sedertdien is meer as 5000 eksoplanete in die afgelope paar dekades ontdek. Byna almal van hulle is in ons tuissterrestelsel Melkweg gevind. An exoplanet in 'n eksterne sterrestelsel is vir die eerste keer in 2021 ontdek.
Eksoplanete met rotsagtige terrein en sekondêre atmosfeer is van spesiale belang vir die sterrekundiges, want so eksoplanete sal waarskynlik aardagtige toestande hê. Sekondêre atmosfeer word gevorm deur uitgassing van materiaal wat in warm mantel vasgevang is na die oppervlak van die planeet. Vir terrestriële planete gaan primêre atmosfeer wat gevorm word uit ligte gasse soos waterstof en helium wat tydens die aanvanklike vorming van die planeet opgehoop is, verlore as gevolg van laer oppervlaktemperatuur en ontsnappingssnelheid van die planeet.
Die eksoplaneet 55 Cancri e
Die Eksoplaneet 55 Cancri e is 'n warm rotsagtige eksoplaneet wat 41 ligjare van die Aarde af geleë is in die sterrebeeld Kanker. Oorwegend rotsagtig met 'n ewewigstemperatuur van ongeveer 2,000 55 K, wentel dit om die Sonagtige ster XNUMX Cancri en word as 'n super-Aarde geklassifiseer (omdat dit 'n deursnee twee keer dié van die Aarde en digtheid effens groter het). Die samestelling daarvan sal waarskynlik soortgelyk wees aan rotsagtige planete in die sonnestelsel.
Vorige studies van hierdie eksoplaneet het die teenwoordigheid van 'n atmosfeer ryk aan vlugtige stowwe voorgestel. Resultate het die teenwoordigheid van H benadeel2Hy het die primêre atmosfeer oorheers, maar dit kon nie die moontlikheid uitsluit dat die gasomhulsel van verdampte rots gemaak is nie, aangesien die planeet warm genoeg is om verdamping van gesmelte rotse toe te laat. Dit kon nie bekend wees of die atmosfeer van hierdie eksoplaneet sekondêr gevorm word deur die uitgassing van materiaal wat in warm mantel vasgevang is na die oppervlak van die planeet nie.
Sekondêre atmosfeer ontwikkel na primordiale ligter gasse (hoofsaaklik H2 en Hy) is verlore soos die planeet afkoel. Dit word gevorm deur uitgassing van binne na die oppervlak van die planeet as gevolg van vulkane of tektoniese aktiwiteite. Byvoorbeeld, die atmosfeer van Venus, Aarde en Mars is sekondêre atmosfeer. Die teenwoordigheid van sekondêre atmosfeer in 'n eksoplaneet dui op verdere evolusie van 'n vroeë stadium planeet na moontlike bewoonbaarheid.
JWST ondersoek van eksoplaneet 55 Cancri e
Die termiese emissiespektrummetings van die eksoplaneet 55 Cancri e deur die instrumente aan boord van die James Webb-ruimteteleskoop (JWST) het die moontlikheid uitgesluit dat atmosfeer van verdampte rots gemaak word. Die nuwe bevindinge dui daarop dat die atmosfeer uit 'n magma-oseaan ontgas word en waarskynlik ryk is aan CO2 en CO.
Dit is 'n beduidende ontwikkeling in eksoplaneetwetenskap. Dit is die eerste keer dat 'n eksoplaneet bespeur word dat 'n omringende atmosfeer gevorm word uit ontgaste materiaal uit die binneland ('n sekondêre atmosfeer).
Aarde, Venus en Mars in ons sonnestelsel was in die verlede bedek met die magma-oseaan met 'n wisselwerking van atmosfeer, oppervlak en binneland. Daarom kan die nuwe ontwikkeling ons help om die vroeë toestande van die Aarde, Venus en Mars beter te verstaan en hoe 'n rotsagtige planeet 'n gasryke atmosfeer verkry en onderhou, 'n sleutelvereiste vir 'n planeet om bewoonbaar te wees.
***
Verwysings:
- JPL. Eksoplanete – NASA se Webb wenke oor moontlike atmosfeer rondom die rotsagtige eksoplaneet. Geplaas 8 Mei 2024. Beskikbaar by https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-webb-hints-at-possible-atmosphere-surrounding-rocky-exoplanet
- Hu, R., et al 2024. 'n Sekondêre atmosfeer op die rotsagtige eksoplaneet 55 Cancri e. Nature 630, 609–612. Gepubliseer: 08 Mei 2024. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07432-x
- Universiteit van Oregon. Bladsye – Primêre en sekondêre atmosfeer. Beskikbaar by https://pages.uoregon.edu/jschombe/ast121/lectures/lec14.html
***
 suggests that the exoplanet 55 Cancri e has a secondary atmosphere outgassed by magma ocean. Instead of vapourised rock, the atmosphere may be rich in CO2 and CO. This is the first instance of detection of secondary atmosphere around a rocky exoplanet and is significant in exoplanet science because acquisition and sustenance of a gas rich atmosphere by a rocky planet is key to habitability.){kind=link}