55 Cancri e oraz LHS 3844 b. James Webb już wkrótce pokaże nam te dwie superziemie

Naukowcy poinformowali właśnie, że w ciągu pierwszych dwunastu miesięcy pracy, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba przyjrzy się dokładniej dwóm bardzo fascynującym i bardzo różnym od siebie planetom pozasłonecznym. Obie planety to tzw. superziemie, planety najprawdopodobniej skaliste, ale znacznie masywniejsze od Ziemi i nieco mniejsze od Neptuna. Możemy zatem zrobić krótkie wprowadzenie w naszą obecną wiedzę o tych dwóch globach. Miło będzie sprawdzić za rok ile z ich niesamowitych cech się potwierdziło.

To jedna z tych planet, których opisy wpędzają wyobraźnie na naprawdę wysokie obroty. Dlaczego? O tym za chwilę. Najpierw kilka faktów. 55 Cancri e krąży wokół gwiazdy podobnej (pod względem temperatury i rozmiarów) do Słońca. Co jednak wyróżnia ten układ to fakt, że planeta oddalona jest od powierzchni swojej gwiazdy o zaledwie 2,5 mln km. Jeżeli sama liczba nic nie mówi, można też powiedzieć, że odległość 55 Cancri e od gwiazdy jest dwadzieścia pięć razy mniejsza od odległości Merkurego od Słońca. Można wręcz powiedzieć, że planeta ociera się niemalże o powierzchnię swojej gwiazdy. Jedno okrążenie gwiazdy zajmuje jej zaledwie 18 godzin.

Owszem, już na powierzchni Merkurego jest 427 stopni Celsjusza, ale powierzchnia 55 Cancri e musi należeć do zupełnie nowej kategorii. Wszystko wskazuje, że po stronie zwróconej do Słońca, planeta najprawdopodobniej jest stopiona. Zamiast stałej powierzchni może znajdować się tam obejmujący całą półkulę ocean lawy. Panujące tam temperatury muszą być znacznie wyższe od temperatury topnienia wszystkich minerałów, z których mogłyby powstać skały.

Wielu rzeczy jednak nie wiadomo. Jeżeli planeta posiada gęstą atmosferę (co samo w sobie może być trudne), to spora ilość ciepła może być wiatrami transportowana także na „nocną” stronę planety, gdzie jest nieco chłodniej. To z kolei mogłoby oznaczać, że na powierzchnię pada tam deszcz skał.

Możliwe jednak, że planeta powoli, ale jednak obraca się wokół własnej osi, tak jak chociażby Merkury. Wtedy powierzchnia planety może bezustannie się nagrzewać, topić, odparowywać, a następnie ochładzać, kondensować i opadać na powierzchnię. Obserwacje za pomocą JWST z pewnością pozwolą wyeliminować lub przynajmniej uprawdopodobnić któryś ze scenariuszy.

W tym przypadku również mamy do czynienia z planetą skalistą większą od Ziemi, ale już nie tak ekstremalną jak 55 Cancri e.

Mowa tutaj o planecie, która okrąża swoją gwiazdę w zaledwie 11 godzin. Tym razem jednak gwiazda nie jest podobna do Słońca, e jest to mały i chłodny czerwony karzeł. Tym samym na powierzchni planety naukowcy nie spodziewają się żadnej ekstremalnej geologii.

Na podstawie badań prowadzonych za pomocą Kosmicznego Teleskopu Spitzer naukowcy podejrzewają, że planeta nie posiada żadnej atmosfery. To z kolei pozwoli naukowcom zbadać skład chemiczny powierzchni takiej planety pozasłonecznej. Spektrometry zainstalowane na pokładzie teleskopu zarejestrują widma powierzchni na dziennej stronie planety. Następnie widma te zostaną porównane z widmami skał znanych z powierzchni Ziemi, np. takich jak granit czy bazalt. W ten sposób po raz pierwszy w historii dowiemy się czegoś o tym jak w rzeczywistości wyglądają planety należące do kategorii niemającej swojego odpowiednika w naszym otoczeniu.

Jakby nie patrzeć w Układzie Słonecznym nie ma ani jednej superziemi, minineptuna czy gorącego jowisza, choć część naukowców wciąż liczy, że hipotetyczna, wciąż nieodkryta dziewiąta planeta Układu Słonecznego to właśnie superziemia. Być może zatem zanim ją odkryjemy, dowiemy się czegoś o superziemiach.