Salah satu exoplanet terdekat dengan kita di konstelasi Cancer, pertama kali ditemukan pada tahun 2004, baru-baru ini menjadi fokus teleskop luar angkasa Hubble, Spitzer dan observatorium darat terbesar. Berkat instrumen astronomi dan algoritme analisis data baru, kini dimungkinkan untuk menentukan keberadaan dan komposisi atmosfernya. Untuk exoplanet dari kelas "super-earth", pekerjaan semacam itu telah dilakukan untuk pertama kalinya.
Bintang biner 55 Cancer telah lama menarik perhatian. Itu terlihat di langit dengan mata telanjang, karena jaraknya hanya 40,9 tahun cahaya dari kita dan memiliki luminositas 0,6 matahari. Bintang utama dalam sistem ini memiliki tipe spektral utama (GxV) yang sama dengan Matahari. Massanya juga dekat dengan Matahari, dan setidaknya lima planet berputar mengelilinginya. Masing-masing dideteksi dengan spektroskopi Doppler. Kemudian penemuan eksoplanet dikonfirmasi dengan bantuan pengamatan yang dilakukan di observatorium berbasis darat yang mengorbit dan terbesar.
Di antara semua exoplanet yang ditemukan di bintang mirip matahari, perhatian terbesar para astronom sekarang tertuju pada 55 Cancer e. Ini adalah bumi super dengan kandungan karbon tinggi. Dengan massa 8,37 bumi dan radius 2,17 kali massa bumi, kondisi di dalam perutnya harus diciptakan untuk pembentukan intan secara intensif. Menurut perkiraan utama, volume totalnya melebihi ukuran Bumi. Ketertarikan tambahan pada planet ekstrasurya adalah karena model matematika memprediksi adanya atmosfer padat dengan kemungkinan kandungan uap air yang tinggi.
Teleskop Luar Angkasa Hubble (Gambar: nasa.gov).
Untuk waktu yang lama, mereka mencoba untuk mengkonfirmasi atau menyangkal data ini, dengan menentukan parameter planet, kemungkinan komposisi dan asalnya. Sejak 2014, instrumen paling canggih di Teleskop Luar Angkasa Hubble, kamera WFC3, telah digunakan untuk ini. Namun, pengamatan dalam cahaya tampak dan inframerah dekat memungkinkan untuk menentukan hanya transit reguler sebuah planet ekstrasurya dengan latar belakang bintang induknya, tanpa memberikan informasi baru.
Para peneliti terbantu dengan suksesnya lokasi exoplanet 55 Cancer e. Karena jaraknya 64 kali lebih dekat ke bintangnya daripada Bumi ke Matahari, ia hanya bertahan 18 jam setahun, dan permukaannya memanas hingga 2000 K. Karena pemanasan yang kuat, ia bersinar dalam kisaran inframerah-tengah. Luminositas inframerah, yang jarang ditemukan di planet, memungkinkan untuk mempelajarinya tidak hanya melalui pengamatan dalam jangkauan optik, tetapi juga dengan peralatan teleskop orbital Spitzer.
Teleskop Luar Angkasa Spitzer (Gambar: NASA / JPL-Caltech).
Data gabungan yang dikumpulkan oleh teleskop luar angkasa Hubble dan Spitzer dan observatorium berbasis darat memungkinkan para peneliti di University College London untuk menilai komposisi selubung gas planet ekstrasurya. Metode analisis spektral komposisi kimia banyak digunakan untuk mempelajari bintang dan atmosfer planet tata surya, tetapi untuk super-bumi yang jauh, metode tersebut ternyata sama informatifnya untuk pertama kalinya.
Video promosi:
Sejumlah besar hidrogen dan helium ditemukan di atmosfer exoplanet 55 Cancer. Dia mungkin menangkap elemen cahaya ini sejak awal dari awan gas terionisasi selama pembentukan matahari lokal. Terlepas dari semua ekspektasi dan perhitungan awal, uap air di atmosfer planet ekstrasurya belum terdeteksi bahkan dalam jumlah kecil.
Karena pemanasan hebat oleh bintang 55 Cancer A, kerak super-Bumi terus mencair di siang hari dan hampir tidak punya waktu untuk mendingin dalam semalam. Dengan naiknya fluks panas, partikel karbon dan senyawanya, sebagian besar anorganik, terus-menerus memasuki atmosfer. Dalam berbagai reaksi, oksida, hidrogen sianida (uap hidrogen sianida), dan asetilena terutama terbentuk. Dominasi karbon monoksida dibandingkan karbon dioksida menunjukkan rasio karbon terhadap oksigen yang tinggi. “Kehadiran hidrogen sianida dan molekul lain yang telah kami temukan mungkin dikonfirmasi dalam beberapa tahun oleh teleskop inframerah generasi berikutnya. Dalam hal ini, kami akan menerima bukti baru bahwa planet ini sangat kaya akan karbon dan secara umum, sangat tidak biasa,”- komentar salah satu penulis studi Jonathan Tennyson (Jonathan Tennyson).
Andrey Vasilkov
