A Hubble űrtávcsővel dolgozó kutatók nemrégiben először elemeztékegy szuperföld légkörének összetételét. Az 55 Cancri e katalógusjelű exobolygó atmoszférája nagyrészt hidrogénből és héliumból áll, és a vizsgálatok alapján egyáltalán nincs benne nyoma víznek. A University College London szakértői által vezetett nemzetközi kutatócsoport Hubble WFC3 nevű kameráját használta a planéta tanulmányozására. Ez a műszer az űrtávcső technikailag legfejlettebb kamerája, amely a látható, az infravörös és az ultraibolya tartományban is képes érzékelni a fényt. A kamerát 2009-ben, az utolsó szervizküldetés keretében építették be az űrtávcső rendszerébe.

A vizsgált exobolygó mindössze 40 fényévnyire van a Földtől, nyolcszor annyit nyom, mint saját bolygónk, és kétszer akkora átmérőjű, mint a Föld. A bolygó emberi szemmel pokoli helynek tűnik, hiszen mindössze 18 óra alatt kerüli meg központi csillagát.

„Nagyon izgalmas eredményekről van szó, hiszen ez az első alkalom, hogy egy szuperföld kapcsán sikerült elcsípnünk olyan spektrumnyomokat, amelyek az égitest légkörének összetételét tükrözik” ‒ mondja Angelos Tsiaras, a UCL doktorandusza, aki kulcsszerepet játszott a megfigyelést lehetővé tevő újfajta elemzési módszerek kidolgozásában. A vizsgálatok alapján az 55 Cancri e jelentős mennyiségű hidrogént és héliumot raktározott el magában abból az anyagfelhőből, amelyből a bolygórendszer kialakult, folytatja Tsiaras.

A szuperföldek az elmúlt évek megfigyelési eredményei alapján galaxisunk legnagyobb létszámban létező bolygói. Olyan égitestekről van szó, amelyek nagyobbak a Földnél, de jelentősen kisebbek a Naprendszer gázóriásainál. A kategória tagjairól ugyanakkor meglehetősen keveset tudunk, mivel ilyen típusú bolygók nincsenek saját rendszerünkben. A jelenlegi feltevések szerint ebben a mérettartományban kőzet- és gázbolygók egyaránt létezhetnek: a sűrűbbnek mutatkozó szuperföldek feltehetően kőzetbolygók, míg az alacsonyabb sűrűségűek miniatűr gázbolygók. A sűrűségen túl légkörük összetételének meghatározása is sokat segíthet annak eldöntésében, hogy milyen típusú égitestről van szó.

A Hubble már két másik szuperföld atmoszférájának vizsgálatával is megpróbálkozott, ezekkel kapcsolatban azonban nem sikerült érdemleges adatokat összeszedni. Az 55 Cancri e esetében a siker jelentős részben azon múlott, hogy a bolygó szokatlanul közel kering központi csillagához. A kutatók a planéta légkörén átsütő csillagfény segítségével elemezték annak légkörét, és mivel a bolygón egy év mindössze 18 földi óráig tart, a szakértőknek bőven akadt lehetőségük az átvonulások tanulmányozására. Az átvonulásokról a WFC3 segítségével többször is felvételeket készítettek, és az eredményeket egy új adatfeldolgozási módszerrel összefésülve sikerült kihámozniuka bolygó színképét a csillag spektrumából.

„Először sikerült belepillantanunk egy szuperföld légkörébe, ami segíthet annak megfejtésében, hogy milyen lehet jelenleg a bolygó, és hogyan formálódott” ‒ mondja Giovanna Tinetti, a UCL kutatója. Az eredmények egyik legnagyobb érdekessége, hogy a légkörben a jelek szerint hidrogén-cianid (HCN) is található, ami a szénben gazdag atmoszférákra jellemző. A gáz jelenléte arra utal, hogy a bolygón szén nagy arányban van jelen az oxigénhez képest.

Ha a következő években a gáz légköri jelenlétét fejlettebb infravörös műszerekkel is sikerülne megerősíteni, az azért lehet érdekes, mert a bolygóról felfedezése után egyes kutatók úgy vélték, hogy a szuperföldek egyik ritka, eddig csak feltételezett kategóriájába, a szénbolygók vagy gyémántbolygókközé tartozhat. Míg a Naprendszerben az oxigén túlsúlyban van a szénnel szemben, más protoplanetáris korongok elemzései alapján a szakértők szerint elképzelhető, hogy léteznek olyan rendszerek, ahol fordított az arány. Néhány évvel ezelőtt találtak is egy olyan gázóriást, amelynek légköre döntően szénből áll, kőzetbolygóból azonban még nem azonosítottak hasonlót.

Az 55 Cancri e-ről elsősorban tömege és átmérője alapján feltételeztéka Yale kutatói, hogy esetleg gyémántbolygó lehet. Ezt a teóriát megerősítette az is, hogy a rendszer központi csillaga több szenet tartalmaz, mint oxigént. A legfrissebb eredmények, vagyis a víz hiánya, és a hidrogén-cianid esetleges jelenléte szintén alátámasztják az elméletet. Ha a planéta valóban gyémántbolygó, a rajta zajló kémiai folyamatok alapvetően eltérnek a Földön megszokottól. Nikku Madhusudhan, a Yale kutatócsoportjának vezetője szerint a bolygó felszínét valószínűleg grafit és gyémánt boríthatja gránit és víz helyett, és az égitest fizikai jellemzői alapján annak tömegének legalább harmadát gyémánt formájában létező szén teheti ki.