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55 Cancri e

55 Cancri e (abreviado 55 Cnc e , formalmente llamado Janssen / ˈ dʒ æ n s ən / ) es un exoplaneta en la órbita de su estrella anfitriona similar al Sol 55 Cancri A. La masa del exoplaneta es de aproximadamente 8,63 masas terrestres y su diámetro es aproximadamente el doble que el de la Tierra , [7] lo que lo convierte en la primera súper Tierra descubierta alrededor de una estrella de secuencia principal , un año antes de Gliese 876 d . Tarda menos de 18 horas en completar una órbita y es el planeta más interno conocido de su sistema planetario . 55 Cancri e fue descubierto el 30 de agosto de 2004. Sin embargo, hasta las observaciones y nuevos cálculos de 2010, se pensaba que este planeta tardaba unos 2,8 días en orbitar la estrella. [5] En octubre de 2012, se anunció que 55 Cancri e podría ser un planeta de carbono . [8] [9]

En febrero de 2016, se anunció que el Telescopio Espacial Hubble de la NASA había detectado hidrógeno y helio (y sugerencias de cianuro de hidrógeno ), pero nada de vapor de agua , en la atmósfera de 55 Cancri e, la primera vez que se detecta la atmósfera de una súper Tierra. El exoplaneta fue analizado con éxito. [10]

Nombre

En julio de 2014, la Unión Astronómica Internacional (IAU) lanzó NameExoWorlds , un proceso para dar nombres propios a ciertos exoplanetas y sus estrellas anfitrionas. [11] El proceso implicó la nominación pública y la votación de los nuevos nombres. [12] En diciembre de 2015, la IAU anunció que el nombre ganador era Janssen para este planeta. [13] El nombre ganador fue presentado por la Real Asociación Neerlandesa de Meteorología y Astronomía de los Países Bajos . Rinde homenaje al fabricante de gafas Zacharias Janssen , a quien a veces se asocia con la invención del telescopio. [14]

Descubrimiento

Tránsito de 55 Cancri e
Kirana
55 Cancri e PIA20068

Como la mayoría de los planetas extrasolares encontrados antes de la misión Kepler , 55 Cancri e fue descubierto detectando variaciones en la velocidad radial de su estrella . Esto se logró realizando mediciones sensibles del desplazamiento Doppler del espectro de 55 Cancri A. En el momento de su descubrimiento, se conocían otros tres planetas orbitando alrededor de la estrella. Después de tener en cuenta estos planetas, quedó una señal de aproximadamente 2,8 días, lo que podría explicarse por un planeta de al menos 14,2 masas terrestres en una órbita muy cercana. [1]

Las mismas mediciones se utilizaron para confirmar la existencia del incierto planeta 55 Cancri c . 55 Cancri e fue uno de los primeros planetas extrasolares descubiertos con una masa comparable a la de Neptuno . Fue anunciado al mismo tiempo que otro " Neptuno caliente " orbitando la estrella enana roja Gliese 436 llamado Gliese 436 b .

Planeta desafiado

En 2005, Jack Wisdom cuestionó la existencia del planeta e en un nuevo análisis de los datos. Sugirió que el planeta de 2,8 días era un alias y, por separado, que había un planeta de 260 días en órbita alrededor de 55 Cancri. En 2008, Fischer et al. publicó un nuevo análisis [5] que parecía confirmar la existencia del planeta de 2,8 días y del planeta de 260 días. Sin embargo, Dawson y Fabrycky demostraron que el planeta de 2,8 días era un alias en 2010; [2] su período real fue de 0,7365 días.

Tránsito

El tránsito de su estrella anfitriona por el planeta se anunció el 27 de abril de 2011, basándose en dos semanas de seguimiento fotométrico casi continuo con el telescopio espacial MOST . [15] Los tránsitos ocurren con el período (0,74 días) y la fase que habían predicho Dawson y Fabrycky. Este es uno de los pocos tránsitos planetarios confirmados alrededor de una estrella conocida y permitió investigar la composición del planeta.

Órbita y masa

El método de velocidad radial utilizado para detectar 55 Cancri e obtiene una masa mínima de 7,8 veces la de la Tierra, [7] o el 48% de la masa de Neptuno. El tránsito muestra que su inclinación es de aproximadamente 83,4 ± 1,7, por lo que la masa real está cerca del mínimo. 55 Cancri e también es coplanar con b.

Es muy probable que el planeta esté bloqueado por mareas , lo que significa que hay un lado diurno permanente y un lado nocturno permanente. [dieciséis]

Características

55 Cancri e recibe más radiación que Gliese 436 b . [17] El lado del planeta que mira hacia su estrella tiene temperaturas de más de 2.000 Kelvin (aproximadamente 1.700 grados Celsius o 3.100 Fahrenheit), lo suficientemente caliente como para derretir el hierro . [18] El mapeo infrarrojo con el Telescopio Espacial Spitzer indicó una temperatura promedio durante el día de 2700 K (2430 °C; 4400 °F) y una temperatura promedio durante la noche de alrededor de 1380 K (1110 °C; 2020 °F). [19] Un nuevo análisis de los datos de Spitzer en 2022 encontró una temperatura diurna más cálida de 3770 K (3500 °C; 6330 °F) y estableció un límite superior de 1650 K (1380 °C; 2510 °F) durante la noche. temperatura lateral. [6]

Exoplaneta 55 Cancri e orbitando su estrella anfitriona (concepto artístico)

Inicialmente se desconocía si 55 Cancri e era un pequeño gigante gaseoso como Neptuno o un gran planeta terrestre rocoso . En 2011 se confirmó un tránsito del planeta, lo que permitió a los científicos calcular su densidad. Al principio se sospechó que se trataba de un planeta acuático . [15] [7] Como las observaciones iniciales no mostraron hidrógeno en su firma Lyman-alfa durante el tránsito, [20] Ehrenreich especuló que sus materiales volátiles podrían ser dióxido de carbono en lugar de agua o hidrógeno. [20]

Una posibilidad alternativa es que 55 Cancri e sea un planeta sólido hecho de material rico en carbono en lugar del material rico en oxígeno que forma los planetas terrestres del Sistema Solar . [21] En este caso, aproximadamente un tercio de la masa del planeta sería carbono, gran parte del cual puede estar en forma de diamante como resultado de las temperaturas y presiones en el interior del planeta. Se necesitan más observaciones para confirmar la naturaleza del planeta. [8] [9]

Un tercer argumento es que las fuerzas de marea, junto con las fuerzas centrífugas orbitales y rotacionales, pueden confinar parcialmente una atmósfera rica en hidrógeno en el lado nocturno. [22] Suponiendo una atmósfera dominada por especies volcánicas y un gran componente de hidrógeno, las moléculas más pesadas podrían estar confinadas en latitudes <80°, mientras que el hidrógeno volátil no. Debido a esta disparidad, el hidrógeno tendría que difundirse lentamente hacia el lado diurno, donde los rayos X y la irradiación ultravioleta lo destruirían . Para que este mecanismo haya surtido efecto, es necesario que 55 Cancri e se haya bloqueado por marea antes de perder la totalidad de su envoltura de hidrógeno. Este modelo es consistente con mediciones espectroscópicas que afirman haber descubierto la presencia de hidrógeno [23] [24] y con otros estudios que no pudieron descubrir una tasa significativa de destrucción de hidrógeno. [20] [25]

En febrero de 2016, se anunció que el Telescopio Espacial Hubble de la NASA había detectado cianuro de hidrógeno, pero no vapor de agua, en la atmósfera de 55 Cancri e, lo que sólo es posible si la atmósfera es predominantemente de hidrógeno o helio. Esta es la primera vez que se analiza con éxito la atmósfera de un exoplaneta súper-Tierra. [10] [26] En noviembre de 2017, se anunció que las observaciones infrarrojas con el Telescopio Espacial Spitzer indicaban la presencia de un océano de lava global oscurecido por una atmósfera con una presión de aproximadamente 1,4 bar, ligeramente más espesa que la de la Tierra. La atmósfera puede contener sustancias químicas similares a las de la Tierra, como nitrógeno y posiblemente oxígeno, para provocar los datos infrarrojos observados por Spitzer. [27] [28] En contradicción con los hallazgos de febrero de 2016, un estudio espectroscópico realizado en 2012 no logró detectar el escape de hidrógeno de la atmósfera, [20] y un estudio espectroscópico realizado en 2020 no logró detectar el escape de helio, lo que indica que el planeta probablemente no tiene atmósfera primordial. [29] Estos datos no descartan atmósferas compuestas de moléculas más pesadas, como oxígeno y nitrógeno.

Vulcanismo

Póster de la NASA "Exoplanet Travel Bureau" para 55 Cancri e

Las grandes variaciones de temperatura de la superficie de 55 Cancri e se han atribuido a una posible actividad volcánica que libera grandes nubes de polvo que cubren el planeta y bloquean las emisiones térmicas. [30] [31] Para 2022, la observación había mostrado una gran variabilidad en las profundidades del tránsito planetario, que puede atribuirse al vulcanismo a gran escala o a la presencia de un toro de gas variable coorbital con el planeta. [32]

Ver también

Referencias

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enlaces externos

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