En jordliknande exoplanet har troligen en atmosfär som domineras av koldioxid eller kolmonoxid, visar en ny studie av forskare vid bland annat Stockholms universitet. Observationerna har gjorts med hjälp av rymdteleskopet James Webb.
40 ljusår bort från vårt eget solsystem ligger en exoplanet med namnet 55 Cancri e. Stenplaneten kretsar 65 gånger närmare sin stjärna än jorden kring solen. Det resulterar i att ett år bara är 17 timmar långt. Närheten till stjärnan innebär att dagstemperaturen blir så hög att ytan smälter och förmodligen bildar en jättelik ocean av lava.
Atmosfären runt planeter som kretsar nära sin stjärna påverkas starkt av stjärnvind, ett flöde av gas från en stjärnas övre atmosfär. Det har därför spekulerats i att atmosfären runt 55 Cancri e kanske helt eroderats, vilket skulle lämna planeten utan atmosfär.
Men nu visar nya observationer med James Webb-teleskopet att planeten troligen har en atmosfär som domineras av koldioxid eller kolmonoxid.
– Existensen av en atmosfär visar att den aktivt måste återbildas, kanske genom aktiv vulkanism driven av planetens närhet till stjärnan. Utan återbildning visar modeller nämligen att atmosfären inte skulle överleva särskilt länge, säger astronomen Alexis Brandeker vid Stockholms universitet och en av forskarna bakom studien.
Svårt att studera exoplaneten
Studier av atmosfären hos den avlägsna exoplaneten är utmanande till och med för det avancerade teleskopet.
Planeten går inte att se direkt, men med hjälp av teleskopet har en internationell forskargrupp undersökt det infraröda ljuset som kommer från den del av planeten som är vänd mot sin stjärna. Detta gjordes genom observationer av en händelse som kallas ockultation, vilket inträffar när planeten passerar bakom stjärnan.
Genom att jämföra skillnaden i ljus mellan när planeten är bakom stjärnan och när den är precis bredvid, går det att räkna ut hur mycket av ljuset som kommer från planeten.
Atmosfär med stor variation
Parallellt med dessa observationer studerar forskare vid Stockholms universitet hur atmosfären runt exoplaneten varierar med tiden. Det görs genom att observera fyra ockultationer utspridda över ett halvår.
– Observationerna visar att atmosfären runt 55 Cancri e är oväntat aktiv, med en otrolig variabilitet som är svårförklarad. Om det beror på väder så är det extremare än vad vi sett någonstans i universum, säger Alexis Brandeker.
Kunskap om hur atmosfärer beter sig utanför vårt eget solsystem är viktigt av flera skäl.
– Bättre förståelse för hur atmosfärer beter sig hos exoplaneter ger oss mer robusta modeller för klimatutveckling och vilken typ av planeter vi kan förvänta oss att atmosfärer bildas på. Detta har också astrobiologiska konsekvenser, då studiet av atmosfärer är ett sätt att söka efter liv över astronomiska avstånd, säger Alexis Brandeker vid Stockholms universitet.
Vetenskaplig studie:
A secondary atmosphere on the rocky Exoplanet 55 Cancri e, Nature.
