Էկզոմոլորակի շուրջ երկրորդական մթնոլորտի առաջին հայտնաբերումը  

Ջեյմս Ուեբ տիեզերական աստղադիտակի (JWST) չափումների հետ կապված հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ 55 Cancri e էկզոմոլորակն ունի երկրորդական մթնոլորտ, որը գազազերծված է մագմայի օվկիանոսից: Գոլորշացված ապարների փոխարեն մթնոլորտը կարող է հարուստ լինել CO2-ով և CO-ով: Սա քարքարոտ էկզոմոլորակի շուրջ երկրորդական մթնոլորտի հայտնաբերման առաջին դեպքն է և կարևոր է էկզոմոլորակների գիտության մեջ, քանի որ քարքարոտ մոլորակի կողմից գազով հարուստ մթնոլորտի ձեռքբերումն ու պահպանումը կարևոր է: դեպի բնակելիություն։  

Էկզոմոլորակները (այսինքն՝ արեգակնային համակարգից դուրս մոլորակները) հանդիսանում են արտաերկրային կյանքի նշանների որոնման օջախները: Հայտնաբերում և բնութագրում exoplanets Աստղային համակարգերում կարևոր են բնակելի երկրային մոլորակների ուսումնասիրության համար, որոնք ունեն շրջակա միջավայր և պայմաններ, որոնք նպաստում են կյանքին:  

Առաջին էկզոմոլորակները հայտնաբերվել են 1990-ականներին։ Այդ ժամանակից ի վեր, վերջին մի քանի տասնամյակների ընթացքում հայտնաբերվել է ավելի քան 5000 էկզոմոլորակ: Գրեթե բոլորը հայտնաբերվել են մեր հայրենի Ծիր Կաթին գալակտիկայում: Ան exoplanet արտաքին գալակտիկայում առաջին անգամ հայտնաբերվել է 2021թ.     

Ժայռային տեղանքով և երկրորդական մթնոլորտով էկզոմոլորակները հատուկ հետաքրքրություն են ներկայացնում աստղագետների համար, քանի որ այդպիսիք exoplanets ամենայն հավանականությամբ, կունենան երկրային պայմաններ: Երկրորդային մթնոլորտը ձևավորվում է մոլորակի մակերևույթ տաք թիկնոցում թակարդված նյութերի արտահոսքից: Երկրային մոլորակների համար առաջնային մթնոլորտը, որը ձևավորվում է մոլորակի սկզբնական ձևավորման ժամանակ առաջացած թեթև գազերից, ինչպիսիք են ջրածինը և հելիումը, կորչում է մակերևույթի ավելի ցածր ջերմաստիճանի և մոլորակի փախուստի արագության պատճառով:  

Էկզոմոլորակ 55 Cancri e 

Էկզոմոլորակ 55 Cancri e-ը տաք քարքարոտ էկզոմոլորակ է, որը գտնվում է Երկրից 41 լուսատարի հեռավորության վրա՝ Խեցգետին համաստեղությունում: Հիմնականում ժայռոտ է, որի հավասարակշռության ջերմաստիճանը կազմում է մոտ 2,000 Կ, այն պտտվում է արևի նմանվող 55 Cancri աստղի շուրջը և դասակարգվում է որպես սուպեր-Երկիր (քանի որ նրա տրամագիծը երկու անգամ գերազանցում է Երկրին և խտությունը փոքր-ինչ ավելի մեծ): Նրա կազմը, ամենայն հավանականությամբ, նման է Արեգակնային համակարգի քարքարոտ մոլորակներին:   

Այս էկզոմոլորակի նախորդ ուսումնասիրությունները ենթադրում էին ցնդող նյութերով հարուստ մթնոլորտի առկայություն: Արդյունքները անբարենպաստ ներկայությունը Հ₂/Նա գերիշխում էր առաջնային մթնոլորտում, սակայն այն չէր կարող բացառել, որ գազի ծրարը կազմված է գոլորշիացված ապարից, քանի որ մոլորակը բավական տաք է, որպեսզի թույլ տա հալված ապարների գոլորշիացում: Չի կարելի պարզել, թե արդյոք այս էկզոմոլորակի մթնոլորտը երկրորդական է ձևավորվել մոլորակի մակերևույթ տաք թիկնոցում արգելափակված նյութերի արտահոսքից:  

Երկրորդային մթնոլորտը զարգանում է սկզբնական ավելի թեթեւ գազերից հետո (հիմնականում Հ₂ և Նա) կորչում են, երբ մոլորակը սառչում է: Այն ձևավորվում է հրաբուխների կամ տեկտոնական գործունեության հետևանքով մոլորակի ներսից մոլորակի մակերևույթ արտանետումից: Օրինակ՝ Վեներայի, Երկրի և Մարսի մթնոլորտները երկրորդական մթնոլորտ են։ Էկզոմոլորակում երկրորդական մթնոլորտի առկայությունը վկայում է վաղ փուլի մոլորակի հետագա էվոլյուցիայի մասին՝ դեպի հնարավոր բնակելիությունը:  

JWST էկզոմոլորակ 55 Cancri e 

Ջեյմս Ուեբ տիեզերական աստղադիտակի (JWST) սարքերի միջոցով 55 Cancri e էկզոմոլորակի ջերմային արտանետումների սպեկտրի չափումները բացառել են, որ մթնոլորտը գոլորշիացված ժայռից է: Նոր բացահայտումները ցույց են տալիս, որ մթնոլորտը դուրս է գալիս մագմա օվկիանոսից և, հավանաբար, հարուստ է CO-ով:₂ և CO.  

Սա զգալի զարգացում է էկզոմոլորակների գիտության մեջ: Սա առաջին դեպքն է, երբ էկզոմոլորակում հայտնաբերվում է շրջակա միջավայր, որը ձևավորվել է ներսից դուրս եկած նյութերից (երկրորդային մթնոլորտ):  

Երկիրը, Վեներան և Մարսը մեր Արեգակնային համակարգում նախկինում ծածկված էին մագմայով օվկիանոսով՝ մթնոլորտի, մակերեսի և ինտերիերի փոխազդեցությամբ: Հետևաբար, նոր զարգացումը կարող է օգնել մեզ ավելի լավ հասկանալ Երկրի, Վեներայի և Մարսի վաղ պայմանները, և թե ինչպես է քարքարոտ մոլորակը ձեռք բերում և պահպանում գազով հարուստ մթնոլորտ, ինչը մոլորակի բնակելի լինելու հիմնական պահանջն է:  

*** 

Հիշատակում:  

1. JPL. Էկզոմոլորակներ. ՆԱՍԱ-ի Վեբը հուշում է ժայռոտ էկզոմոլորակին շրջապատող հնարավոր մթնոլորտի մասին: Տեղադրվել է 8 թվականի մայիսի 2024-ին: Հասանելի է https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-webb-hints-at-possible-atmosphere-surrounding-rocky-exoplanet  

2. Հու, Ռ., et al 2024. Երկրորդական մթնոլորտ քարքարոտ էկզոմոլորակի վրա 55 Cancri e. Բնություն 630, 609–612 թթ. Հրատարակված՝ 08 մայիսի 2024թ. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07432-x  

3. Օրեգոնի համալսարան. Էջեր – առաջնային և երկրորդական մթնոլորտ: Հասանելի է https://pages.uoregon.edu/jschombe/ast121/lectures/lec14.html 

***