Что такое 55 cancri e
Алмазная планета раскрывает свои тайны
Одна из ближайших к нам экзопланет в созвездии Рака, впервые обнаруженная в 2004 году, недавно оказалась в центре внимания космических телескопов «Хаббл», «Спитцер» и крупнейших наземных обсерваторий. Благодаря новым астрономическим инструментам и алгоритмам анализа данных, сейчас удалось определить наличие и состав её атмосферы. Для экзопланет класса «суперземля» такая работа выполнена впервые.
Экзопланета 55 Cancri e в представлении художника (изображение: NASA/ESA Hubble Space Telescope).
Двойная звезда 55 Рака давно привлекала внимание. Она видна на небе невооружённым глазом, поскольку находится от нас на расстоянии всего в 40,9 световых лет и обладает светимостью в 0,6 солнечных. Главная звезда в этой системе относится к тому же основному спектральному классу (GxV), что и Солнце. Её масса также близка к солнечной, а вокруг неё вращается как минимум пять планет. Каждая из них была обнаружена методом доплеровской спектроскопии. Затем открытие экзопланет подтвердили с помощью наблюдений, выполненных на орбитальных и крупнейших наземных обсерваториях.
Среди всех обнаруженных у солнцеподобной звезды экзопланет наибольшее внимание астрономов сейчас привлекает 55 Рака e. Это суперземля с большим содержанием углерода. При массе в 8,37 земных и радиусе в 2,17 раз больше земного, в её недрах должны создаваться условия для интенсивного формирование алмазов. По первичным оценкам их совокупный объём превышает размерами Землю. Дополнительный интерес к экзопланете обуславливался тем, что математические модели прогнозировали наличие у неё плотной атмосферы с высокой вероятностью содержания водяного пара.
Космический телескоп «Хаббл» (изображение: nasa.gov)
Долгое время эти данные пытались подтвердить или опровергнуть, уточняя параметры планеты, её возможный состав и происхождение. С 2014 года для этого использовали самый совершенный прибор на космическом телескопе «Хаббл» – камеру WFC3. Однако наблюдения в видимом и ближнем инфракрасном свете позволяли определять лишь регулярные транзиты экзопланеты на фоне родительской звезды, не давая новой информации.
Исследователям помогло удачное расположение экзопланеты 55 Рака e. Поскольку она находится в 64 раза ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу, год на ней длится всего 18 часов, а поверхность нагревается до 2000 K. Из-за сильного нагрева она светится в среднем инфракрасном диапазоне. Редкая для планет ИК-светимость позволяет изучать её не только средствами наблюдений в оптическом диапазоне, но и аппаратурой орбитального телескопа «Спитцер».
Космический телескоп «Спитцер» (изображение: NASA/JPL-Caltech).
Совместные данные, собранные космическими телескопами «Хаббл», «Спитцер» и наземными обсерваториями, позволили исследователями из Университетского колледжа Лондона судить о составе газовой оболочки экзопланеты. Методы спектрального анализа химического состава широко применяются для изучения звёзд и атмосферы планет Солнечной системы, но для далёкой суперземли они впервые оказались столь же информативными.
В атмосфере экзопланеты 55 Рака е обнаружили большое количество водорода и гелия. Вероятно, она захватила эти лёгкие элементы ещё на раннем этапе из облака ионизированного газа при формировании местного солнца. Несмотря на все ожидания и предварительные расчёты, водяной пар в атмосфере экзопланеты обнаружить пока не удалось даже в следовых количествах.
Из-за интенсивного нагрева звездой 55 Рака А, кора суперземли постоянно плавится днём и едва успевает остыть за ночь. С восходящими тепловыми потоками в атмосферу постоянно попадают частицы углерода и его соединения – преимущественно неорганические. В ходе различных реакций в основном образуются оксиды, цианид водорода (пары синильной кислоты) и ацетилен. Преобладание монооксида углерода над его диоксидом указывает на высокое соотношение углерода к кислороду.
«Присутствие цианистого водорода и других обнаруженных нами молекул может подтвердится через несколько лет следующим поколениям инфракрасных телескопов. В этом случае мы получим новые доказательства того, что эта планета чрезвычайно богата углеродом и в целом очень необычна», – комментирует один из авторов исследования Джонатан Теннисон (Jonathan Tennyson).
МКС Онлайн
SpaceX: космические туристы чувствуют себя прекрасно
Алмазная планета или Суперземля
55 Cancri e – это суперземля, которая по габаритам превышает наш дом в два раза. Температура поверхности планеты достигает двух тысяч семисот градусов по Цельсию. Долгое время объект называли Алмазной планетой, поскольку в мире ученых считалось, что он по большей части состоит из графита с алмазами – в общем, из углерода.
Давно нигде не упоминалось о 55 Cancri e. Но это не означает, что она стала менее интересна исследователям. На самом деле ей уделяется самое пристальное внимание. Ведь столько еще предстоит узнать о планете, которая так близко расположена к своей родной звезде и обладает очень высокой плотностью.
Немного о ранних наблюдениях
55 Cancri e была обнаружена в 2004, когда ученые просматривали спектр родительской звезды 55 Cancri A – одной из двух, включенных в бинарную звездную систему. Расстояние от Земли до звезды составляет около сорока световых лет к области созвездия Рака. В данной системе живет еще как минимум четыре планеты, которые были открыты до 55 Cancri e.
Изначально ученые предположили, что орбитальный период вращения планеты составляет 2.8 дня. Однако показатели, полученные в 2011, сообщили, что 55 Cancri e находится гораздо ближе к своей звезде. Телескоп в Канаде Microvariability & Oscillations of STars зафиксировал движение по орбите, равное всего восемнадцати часам.
Все бы ничего. После полученных данных можно было успокоиться. Однако в 2012 Spitzer Space Telescope рассказал наблюдателям о куда более странном поведении планеты, чем ожидалось. Первоначально считалось, что 55 Cnc e – это плотная каменистая структура. Но телескоп выявил присутствие здоровой пропорции легких элементов и соединений типа воды. Из-за чрезвычайно высоких температур на планете вода находится в своем самом критическом состоянии. И это значит, что газы существуют в жидком состоянии.
Алмазная планета растеряла свой дорогой блеск
Модель 55 Cnc e 2012 года включала в состав планеты углерод и его соединения: алмаз, графит, а также подозревала присутствие некоторого количества железа, различных силикатов и карбида кремния. Причем состав объекта определялся в самостоятельном режиме, без привязки к Земле.
Еще через год – в 2013 – аспирант из аризонского университета Иоханна Теске (Johanna Teske) опротестовала предыдущее открытие. Теске заявила, что родительская звезда планеты намного холоднее нашего Солнца и содержит больше металлов. Также ученая утверждает, что год назад исследователями не был учтен должным образом и проанализирован одиночный кислородный ряд в спектре звезды. И это привело к цепочке ошибок в расчетах. В итоге новые исследования показали: на 55 Cancri e на двадцать пять процентов кислорода больше, чем углерода.
Теоретически все же 55 Cancri e можно продолжать считать Алмазной планетой, поскольку углерода остается достаточно много на планете. Но не только это интересует ученых. На самом деле они пытаются выяснить странную историю формирования 55 Cnc e. Вовсю используются мощности телескопов Хаббл и Spitzer. Уже сегодня удалось объяснить сильное колебание температуры планеты в течение дня и ночи. И, как оказалось, на это оказывает влияние деятельность вулканов и жидкая лава. Более того, анализ атмосферы указывает на то, что оболочка суперземли по большей части состоит из гелия с водородом, как у газового гиганта.
Экзопланета 55 Рака e
В феврале 2016 года было объявлено, что космический телескоп НАСА обнаружил водород и гелий, но без водяного пара, в атмосфере 55 Рака e.
Открытие
Как и большинство экзопланет, найденных до миссии Кеплера, 55 Рака e была обнаружена путем изменений в радиальной скорости его звезды. Это было достигнуто путем проведения чувствительных измерений доплеровского сдвига спектра. На момент её открытия, были известны три другие планеты на орбите этой звезды. 55 Рака е была одной из первых экзопланет с массой, сопоставимой с массой Нептуна.
Характеристика 55 Рака е
55 Рака e получает больше радиации, чем Глизе 436 b, а сторона планеты, обращенная к своей звезде одной и той же стороной. Температура на поверхности более 1700ºС, достаточно горячую, чтобы расплавить железо. И нфракрасное картографирование с помощью космического телескопа Спитцер показало, что средняя температура передней стороны составляет 2300°C, а средняя температура задней стороны около 1371 °С. Радиус планеты составляет 2,17 ± 0,10 радиуса Земли.
Алмазная планета
Другая версия заключается в том, что 55 Рака e – это твердая планета из богатого углеродом материала. В этом случае, примерно треть массы планеты будет углеродом, большая часть которого может быть в виде алмаза в результате температур и давлений во внутренней части планеты. Дальнейшие наблюдения необходимы для подтверждения природы планеты.
В ноябре 2017 года было объявлено, что инфракрасные наблюдения с помощью космического телескопа Спитцер показали наличие глобального лавового океана, затененного атмосферой с давлением около 1,4 бар. Атмосфера может содержать как азот, так и кислород.
Большие перепады температуры на поверхности на 55 Рака e связаны с возможной вулканической деятельностью. Большие облака пыли покрывают планету и преграждают термальные излучения.
Алмазная планета в клешнях у Рака
В созвездии Рака возле звезды 55 Cancri астрономы обнаружили одну интересную экзопланету. Прежде ее считали газовым гигантом вроде Нептуна, однако последние исследования показали, что это не так. Данная планета является углеродной, и, соответственно, большая часть ее мантии состоит из алмазов. Они весят в два раза больше, чем планета Земля!
Созвездие Рака — одно из заурядных неярких созвездий. На небесном параде ее довольно тусклая «клешня» не привлечет вашего внимания. Однако есть в этом созвездии звездочка 55 Рака (55 Cancri, 55 Cnc) — солнцеподобная звезда, у которой имеется пять открытых экзопланет. Так что на сегодняшний день она занимает третье призовое место по количеству точно установленных объектов данного типа!
В мае 2011 года были проведены прямые измерения углового диаметра звезды 55 Cancri с помощью телескопа CHARA. Он оказался равен 0,711±0,004 угловых миллисекунд, что на расстоянии 12,3 парсек соответствует радиусу 0,943 ± 0,01 солнечных радиусов, а расстояние до этой звезды составляет 40,9 световых лет. 55 Cancri представляет собой желтый карлик G8V, она видна невооруженным глазом (звездная величина 5,95, а светимость составляет 0,6 солнечной). Звездная система 55 Cancri на самом деле двойная, и у желтого карлика имеется сосед — тусклый красный карлик, отстоящий от компаньона на 1100 астрономических единиц.
6 июля 2003 года к звезде 55 Cancri при помощи радиотелескопа РТ-70, что находится в Евпатории (Украина), радиоастрономы-земляне отправили радиопослание Cosmic Call, которое прибудет по адресу в мае 2044 года! Человечество ищет там братьев по разуму, потому что среди пяти экзопланет имеется одна «суперземля» 55 Рака е, открытая в 2004 году. Среди известных объектов подобного типа она является одной из самых близких к Земле «суперземель»! Ее масса превышает земную примерно в 8,6 раза, а ее диаметр вдвое больше диаметра Земли. А вот значения плотности у Земли и этой экзопланеты весьма и весьма близки.
Недавнее исследование, проведенное в Йельском университете (США), описывает «суперземлю» 55 Рака е как типичную углеродную планету. Следует заметить, что до этого момента подобный класс экзопланет обсуждался только как теоретически возможный. «Это первый взгляд на скалистый мир с химией, фундаментально отличающейся от земной. Поверхность планеты скорее покрыта графитом и алмазами, нежели водой и гранитом», — подчеркивает ведущий автор работы профессор Никку Мадхусудхан. Вот такая необычная картина открывается нашему воображению благодаря стараниям астрофизиков.
Климат на 55 Рака чрезвычайно жаркий: на освещенной стороне температура достигает примерно 2 тысяч кельвинов — и все из-за небольшого расстояния до местного светила, оцениваемого в 0,01560 ± 0,00011 астрономической единицы. Период обращения экзопланеты вокруг своей оси — 0,74 земных суток.
Теперь старая версия о том, что данная экзопланета является горячим газовым гигантом типа Нептуна, считается несостоятельной. После определения радиуса планеты (заметим, весьма небольшого) и ее значительной плотности стало очевидно, что это одна из первых планет, о которой можно уверенно заявить, чтоона является углеродной. Любопытно, эту подсказку дала сама звезда 55 Cancri — в ее химическом составе очень мало кремния и много углерода (кстати, у Солнца ничего подобного нет).
На поверхности 55 Рака e, если судить по спектральным наблюдениям, почти не выявлено следов воды. Следовательно, она по своему составу очень далека от Земли, которая представляет собой планету-океан, чья поверхность почти сплошь покрыта водой и под чьей корой бурлит жидкая силикатная мантия. У данной же экзопланеты мантия состоит, по-видимому, из углерода, на который приходится до трети ее массы. С учетом огромных температур и давления во внутренних слоях, скорее всего, ее составляют сплошные алмазы. На Земле, как мы знаем, эти камни изыскивают только в кимберлитовых трубках — специфических местах их рождения, а на 55 Рака e они находятся везде под ее поверхностью. Предполагается, что алмазов там по массе вдвое больше, чем весит вся Земля!
Обнаружение первой углеродной планеты открывает широкие горизонты химического разнообразия планет, по размерам сходных с Землей. Теперь очевидно, что экзопланеты разнообразны — вопрос лишь в том, как их химия может влиять на происходящие процессы. И поскольку большинство наблюдаемых желтых карликов ближе по составу к Солнцу, чем к 55 Рака, то она является редчайшим примером сверхметалличной звезды, возле которой и возможно появление данного «чуда». Тем не менее, из-за невообразимого обилия звезд в Галактике вполне можно предположить наличие миллионов углеродных планет!
Возможно, их счет увеличится до миллиардов, если будут открыты звезды со множеством экзопланет — ведь всего одна неприметная звезда 55 Рака имеет как минимум пять планет. Более того, предполагается еще наличие двух дополнительных, пока не подтвержденных объектов планетного типа в этой системе. Вопросы о магнитном поле на таких планетах, о тектонике плит их коры обсуждается с определенным скепсисом. В их мантии должна отсутствовать текучесть вещества — а ведь это необходимое условие магнитного «динамо» и движения плит поверхности.
Вопрос же возникновение жизни в столь экзотических мирах чрезвычайно интригует ученых. Ведь для форм жизни, подобных представителям земной биоты, нужна водная среда, уникальный температурный режим, обилие химических элементов и их соединений, мощная атмосфера и магнитосферный щит, предохраняющие от губительных излучений. В разнообразнейших экзопланетных мирах на более далеких от солнц углеродных планетах — таких, как спутники экзопланет (например, 55 Рака f), на поверхности которых вода может существовать в жидком виде — условия для возникновения уникальных форм жизни вполне могут быть. Не следует также отрицать возможность находки точной копии земного шара с его биологическим разнообразием.
Однако это все является лишь предположением. И чтобы получить доказательства подобных гипотез, следует продолжать исследование необычной планеты и ждать ответа на романтический радиосигнал братьям по разуму. Сейчас же, пока он стремительно пронзает Вселенную, человечеству остается лишь надеяться на отклик из космических глубин…
Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен
Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.
55 Рака e
Содержание
Исследования
Характеристики
Примечания
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «55 Рака e» в других словарях:
РАКА — (др. слав.). Гробница, ковчег с мощами какого либо угодника. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. РАКА Бранное сирийское слово, значит собственно: достоин оплевания (Еванг. от Матф. 5, 22). Пустой,… … Словарь иностранных слов русского языка
Рака (значения) — Рака: Рака ковчег с мощами святых. Рака (Библия) пустой, безумный человек, по некоторым версиям, гомосексуалист. Рака населённый пункт в Буркино Фасо. Рака (Восточный Тимор) Рака населённый пункт в Тибете. Рака … … Википедия
РАКА — жен. гробница, ковчег с мощами ·св. угодника. Раковые украшения. И погребоша Иосифа в раце во Египте, Быт. II. РАКА жен. первая и вонючая выгонка вина из затора, погон. Рачной чан, куда рака стекает, погонный. III. РАКА сущ., нескл., церк. пустой … Толковый словарь Даля
РАКА — жен. гробница, ковчег с мощами ·св. угодника. Раковые украшения. И погребоша Иосифа в раце во Египте, Быт. II. РАКА жен. первая и вонючая выгонка вина из затора, погон. Рачной чан, куда рака стекает, погонный. III. РАКА сущ., нескл., церк. пустой … Толковый словарь Даля
РАКА — жен. гробница, ковчег с мощами ·св. угодника. Раковые украшения. И погребоша Иосифа в раце во Египте, Быт. II. РАКА жен. первая и вонючая выгонка вина из затора, погон. Рачной чан, куда рака стекает, погонный. III. РАКА сущ., нескл., церк. пустой … Толковый словарь Даля
Рака-Куа — Характеристика Длина 11 км Бассейн Белое море Бассейн рек Северная Двина Водоток Устье Прупт · Местоположение … Википедия
Рака-Кус — Характеристика Длина 12 км Бассейн Белое море Бассейн рек Северная Двина Водоток Устье Прупт · Местоположение … Википедия
Рака-Вож — Характеристика Длина 10 км Бассейн Белое море Бассейн рек Мезень Водоток Устье Кула · Местоположение 45 км п … Википедия
РАКА КОЭФФИЦИЕНТЫ — в квантовой механике характеризуют сложение трёх (и более) угл. моментов, а также изотопических спинов и др. аналогичных величин, связанных с группой трёхмерных вращений (см. Квантовое сложение моментов). Введены Дж. Рака (G. Racah, 1942) при… … Физическая энциклопедия
рака — гроб, ящик, саркофаг, самогон, ковчег, гробница, пустобрех, водка Словарь русских синонимов. рака сущ., кол во синонимов: 9 • водка (162) • гроб … Словарь синонимов
рака — РАКА, библ. – Пустой человек (прим. авт.). … Кто же скажет брату своему «рака», подлежит синедриону, а кто скажет «безумный», подлежит геенне огненной, а кто скажет… (3. 268). Ср. Библ. энц. 594: ракá (сирийское слово, значущее «пустой, негодный… … Словарь трилогии «Государева вотчина»