55 Рака e или Янссен — экзопланета ( суперземля ), расположенная в планетной системе солнцеподобной звезды 55 Рака A в двойной системе 55 Рака (HD 75732). Она была открыта в 2004 году американскими астрофизиками методом доплеровской спектроскопии, а в 2011 году с помощью канадского орбитального телескопа MOST были обнаружены транзиты планеты 55 Рака e по диску звезды. Период обращения вокруг звезды равен 17 часам и 41 минуте , большая полуось орбиты 0,0157 а.е. , эксцентриситет орбиты ~0,06 . Масса планеты, полученная с помощью измерения лучевых скоростей родительской звезды, оказалась равна 8,63 ± 0,35 массам Земли .

В феврале 2016 года было объявлено, что космический телескоп «Хаббл» обнаружил водород и гелий , впервые атмосфера суперземли была исследована успешно .

Название

В июле 2014 года Международный астрономический союз начал процесс присвоения собственных имён экзопланетам и их родительским звёздам . Процесс включал публичное номинирование и голосование за новые имена . В декабре 2015 года МАС объявила, что победителем стало имя Янссен для 55 Рака e . Имя победителя было представлено Королевской ассоциацией метеорологии и астрономии Нидерландов. Оно увековечивает память очкового мастера и изобретателя телескопа Захария Янссена .

Обнаружение

Как и большинство экзопланет, обнаруженных до космического телескопа Кеплер , 55 Рака e была обнаружена путём изменений лучевой скорости звезды. Это было достигнуто путём проведения чувствительных измерений доплеровского изменения спектра 55 Рака A. К моменту открытия планеты были известны три другие планеты, вращающиеся вокруг звезды. После учёта этих планет оставался сигнал около 2,8 дней, что можно объяснить планетой с массой не менее 8 масс Земли на очень близкой орбите . Те же измерения были использованы для подтверждения существования неопределённой планеты 55 Рака c . 55 Рака e была одной из первых экзопланет с массой, сопоставимой с массой Нептуна , которая была обнаружена. Она была объявлена одновременно с очередным « горячим Нептуном » Глизе 436 b , вращающимся вокруг красного карлика Глизе 436 .

Транзит

27 апреля 2011 года было объявлено о транзите планеты, основанной на двухнедельном почти непрерывном фотометрическом мониторинге с помощью космического телескопа MOST . Транзиты происходят с периодом (0,74 дня) и фазой, которые были предсказаны Доусоном и Фабрики . Это один из немногих планетарных транзитов, которые подтверждены вокруг известной звезды, и позволил исследовать состав планеты .

В ноябре 2017 года небольшой космический телескоп класса CubeSat , выведенный на околоземную орбиту с Международной космической станции, зарегистрировал транзит планеты 55 Рака e, затемнившей свет материнской звезды на 0,04 % .

Орбита и масса

Метод лучевых скоростей , используемый для обнаружения 55 Рака e, даёт минимальную массу в 7,8 масс Земли , или 48 % от массы Нептуна. Транзит показывает, что наклон составляет около 83,4 ± 1,7°, поэтому реальная масса близка к минимуму.

Весьма вероятно, что планета находится в приливном захвате , что означает постоянную дневную сторону и постоянную ночную сторону .

Исследования

Более подробные исследования планеты были проведены при наблюдении её транзита (прохождения по диску звезды). Наблюдения с помощью канадского микроспутника MOST позволили учёным установить, что во время прохода планеты мимо звезды светимость последней снижается на 0,02 %. Этих данных было достаточно, чтобы вычислить диаметр планеты, который составил около 2,00 ± 0,14 диаметров Земли .

Данные же, полученные при транзите инфракрасным космическим телескопом « Спитцер », дают радиус «суперземли» — 2,193 ± 0,14 земного, что совпадает с данными, полученными от MOST .

В 2014 году астрономам 2,5-метрового Северного оптического телескопа , расположенного на испанском острове Пальма, удалось зафиксировать прохождение сверхземли 55 Рака e перед звездой 55 Рака A , затемнившей её на 0,05 % почти на два часа .

Характеристики

По объединённым данным, полученным космическими телескопами MOST и Спитцер , радиус планеты составляет 2,17 ± 0,10 радиуса Земли . Уточнённая масса планеты равна 8,37 ± 0,38 массы Земли, что приводит к средней плотности, меньшей, чем у Земли — 4,5 г/см³ .

Первоначально считалось, что такие радиус и масса говорят либо о том, что на планете есть мощная водородно-гелиевая атмосфера , либо присутствует оболочка из воды .

Дальнейшие исследования показали, что планета всегда одной стороной обращена к своей материнской звезде, в то время как другая сторона всегда находится в тени . Обращённая к звезде сторона планеты нагрета до +2400 °C, представляя собой сплошной океан лавы, на ночной стороне температура составляет +1100 °C . Анализ данных инфракрасного телескопа «Спитцер» показал, что на тепловой карте 55 Рака e нет особенно ярких пятен, а значит, её поверхность не расплавлена и на ней нет «лавовых озёр», но есть мощная атмосфера. Тёмная сторона 55 Рака e оказалась всего на 900° холоднее «солнечной» стороны .

В исследованиях 2012 года было сделано предположение, что 55 Рака e в своём составе содержит большую долю углерода , который в её недрах образует толстые слои из разных модификаций, например, графита и алмаза . При этом воды в составе планеты слишком мало. Впрочем, в работе 2013 года даются более скромные оценки содержания углерода в составе планеты.

Вулканизм

Большие перепады температуры поверхности на 55 Рака e приписаны возможной вулканической активности , высвобождающей большие облака пыли, которые покрывают планету и блокируют тепловые выбросы .

Примечания

Ссылки

• от 8 января 2014 на Wayback Machine