De ster 55 Cancri was een bron van vreugde en primeurs voor planeetjagers. Het was niet alleen een van de eerste bekende sterren die een extrasolaire planeet bevatte, maar nu is het licht van een van de vijf bekende planeten direct gedetecteerd met de Spitzer-ruimtetelescoop, de eerste keer dat een 'kleiner' exoplanetenlicht direct werd gedetecteerd . Planeet 'e' is een superaarde, ongeveer twee keer zo groot en acht keer zo groot als de aarde. Wetenschappers zeggen dat hoewel de planeet niet bewoonbaar is, de detectie een historische stap is in de richting van de uiteindelijke zoektocht naar tekenen van leven op andere planeten.
"Spitzer heeft ons opnieuw verbaasd", zegt Bill Danchi, programmawetenschapper van Spitzer. "Het ruimtevaartuig is een pionier in de studie van atmosferen van verre planeten en maakt de weg vrij voor NASA's aankomende James Webb Space Telescope om een vergelijkbare techniek toe te passen op potentieel bewoonbare planeten."
De eerste planeet rond 55 Cancri werd gerapporteerd in 1997 en 55 Cancri e - de binnenste planeet in het systeem - werd ontdekt via radiale snelheidsmetingen in 2004. Deze planeet is zoveel mogelijk bestudeerd en astronomen hebben de massa en straal.
Maar nu heeft Spitzer gemeten hoeveel infrarood licht er van de planeet zelf komt. De resultaten laten zien dat de planeet waarschijnlijk donker is en dat de zonzijde meer dan 2000 Kelvin (1726 graden Celsius, 3140 graden Fahrenheit) is, heet genoeg om metaal te smelten.
In 2005 werd Spitzer de eerste telescoop die licht detecteerde van een planeet buiten ons zonnestelsel, toen hij het infraroodlicht van een 'hete Jupiter' zag, een gasvormige planeet die veel groter was dan 55 Cancri e. Sindsdien hebben andere telescopen, waaronder NASA's Hubble- en Kepler-ruimtetelescopen, vergelijkbare prestaties geleverd met gasreuzen met dezelfde methode.
Bij deze methode kijkt een telescoop naar een ster terwijl een planeet erachter cirkelt. Als de planeet uit het zicht verdwijnt, zakt het licht van het zonnestelsel een heel klein beetje, maar genoeg dat astronomen kunnen bepalen hoeveel licht er van de planeet zelf kwam. Deze informatie onthult de temperatuur van een planeet en, in sommige gevallen, de atmosferische componenten. De meeste andere huidige methoden voor planeetjacht verkrijgen indirecte metingen van een planeet door de effecten op de ster te observeren.
De nieuwe informatie over 55 Cancri e, samen met de wetenschap dat het ongeveer 8,57 aardmassa's is, is de straal 1,63 keer die van de aarde en de dichtheid is 10,9 ± 3,1 g cm-3 (de gemiddelde dichtheid van de aarde is 5,515 g cm-3 ), plaatst de planeet stevig in de categorieën van een rotsachtige superaarde. Maar het kan worden omgeven door een laag water in een "superkritische" toestand waarin het zowel vloeibaar als gas is, en bedekt met een stoomdeken.
"Het kan erg op Neptunus lijken, als je Neptunus naar onze zon trekt en de atmosfeer wegkookt", zegt Michaël Gillon van de Université de Liège in België, hoofdonderzoeker van het onderzoek, dat in het Astrophysical Journal verschijnt. De hoofdauteur is Brice-Olivier Demory van het Massachusetts Institute of Technology in Cambridge.
Het 55 Cancri-systeem bevindt zich relatief dicht bij de aarde, op 41 lichtjaar afstand, en de ster is met het blote oog te zien. 55 Cancri e is netjes vergrendeld, dus één kant is altijd naar de ster gericht. Spitzer ontdekte dat de zonzijde extreem heet is, wat aangeeft dat de planeet waarschijnlijk geen substantiële atmosfeer heeft om de warmte van de zon naar de onverlichte zijde te brengen.
De James Webb-ruimtetelescoop van NASA, gepland voor lancering in 2018, zal waarschijnlijk nog meer kunnen leren over de samenstelling van de planeet. De telescoop kan mogelijk een vergelijkbare infraroodmethode gebruiken als Spitzer om andere potentieel bewoonbare planeten te doorzoeken op tekenen van moleculen die mogelijk verband houden met leven.
"Toen we meer dan 40 jaar geleden Spitzer bedachten, waren exoplaneten niet eens ontdekt", zegt Michael Werner, Spitzer-projectwetenschapper bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië. "Omdat Spitzer heel goed gebouwd was, heeft het zich aanpassen aan dit nieuwe veld en historische vorderingen maken zoals deze. ”
Tijdens de voortdurende uitgebreide missie van Spitzer werden stappen ondernomen om het unieke vermogen om exoplaneten te zien, waaronder 55 Cancri e, te vergroten. Die stappen, waaronder het veranderen van de cyclus van een verwarming en het op een nieuwe manier gebruiken van een instrument, leidden tot verbeteringen in hoe nauwkeurig de telescoop op doelen richt.
Bron: JPL
