Что удалось увидеть астрономам?
Исследователи смогли непрерывно наблюдать за потерей атмосферы в течение полного вращения планеты, что ранее никогда не удавалось сделать. Обычно астрономы фиксируют подобные процессы лишь фрагментарно – во время транзита экзопланеты перед звездой, когда наблюдения длятся несколько часов, пишет 24 Канал со ссылкой на Институт исследования экзопланет имени Тротье.
Смотрите также Нас бы это убило: ученые впервые наблюдали корональный выброс массы на другой звезде
Планета WASP-121b, известная также как Тилос, принадлежит к классу ультрагорячих юпитеров. Это газовые гиганты, похожие на Юпитер, но расположенные значительно ближе к своим звездам. Тилос вращается настолько близко к своему светилу, что один полный оборот вокруг звезды занимает всего 30 часов. Это означает, что год на этой планете немного больше, чем одни земные сутки.
Такая близость имеет свои последствия. Интенсивное излучение разогревает атмосферу планеты до нескольких тысяч градусов, создавая экстремальные условия. При этих обстоятельствах легкие газы, например водород и гелий, получают достаточно энергии, чтобы покинуть планету и убежать в космос.
Ученые использовали инфракрасный спектрограф телескопа James Webb для наблюдения за Тилосом в течение почти 37 часов подряд. Это позволило получить данные о более чем одном полном обороте экзопланеты. Исследователи искали следы поглощения гелия в инфракрасном диапазоне, что является надежным индикатором потери атмосферы.
Оказалось, что гелиевое облако простирается далеко за пределы самой планеты, занимая почти 60 процентов ее орбиты. Это самое длинное непрерывное наблюдение атмосферной потери в истории исследований экзопланет. Ученые описывают это как масштабный и постоянный поток газа.
Тилос крупным планом на рисунке художника / Фото B. Gougeon/UdeM
Самой большой неожиданностью стало то, что Тилос создает не один, а два разных шлейфа, пишет ScienceAlert. Атомы гелия формируют два отдельных хвоста: один тянется позади планеты, а другой – впереди. Вместе эти шлейфы покрывают площадь, превышающую диаметр самой планеты более чем в 100 раз.
Ведущий автор исследования из Института исследований экзопланет Тротье и Монреальского университета Ромен Алар, отмечает, что команда была ошеломлена тем, насколько далеко утекает гелий. По его словам, это открытие раскрывает сложные физические процессы, формирующие атмосферы экзопланет и определяющие взаимодействие с их звездным окружением.
Наличие двух хвостов составляет загадку для астрономов. Существующие компьютерные модели могут объяснить формирование одного шлейфа газа, но не способны воспроизвести появление двойных потоков, движущихся в разных направлениях.
- Исследователи предполагают, что излучение и звездный ветер могут направлять один хвост так, чтобы он тянулся позади планеты.
- В то же время гравитация звезды может притягивать передний шлейф, заставляя поток газа изгибаться впереди.
Нужны дополнительные исследования, чтобы выяснить, как именно эти и другие силы влияют на атмосферные выбросы. Ученым также необходимо создать новые трехмерные симуляции, которые будут точнее моделировать задействованную физику.
Смотрите также Совсем близко к Земле может быть экзопланета, пригодная к жизни
Что это нам дает?
Глубокое понимание процесса потери атмосферы может раскрыть более широкие тайны эволюции планет. В частности, исследователи хотят выяснить, могут ли такие утечки газа превращать массивные газовые гиганты в меньшие планеты, похожие на Нептун, или даже на обнаженные каменистые ядра.
Алар отмечает, что это настоящий поворотный момент в науке. Теперь исследователям придется пересмотреть подходы к моделированию потери атмосферной массы. Вместо простого потока нужно учитывать трехмерную геометрию и взаимодействие со звездой. Это критически важно для понимания эволюции планет и того, могут ли газовые гиганты превращаться в голые скалы.