Астрономи довели, що атмосфера гарячих Юпітерів поступово зникає під дією зоряної радіації

Астрономи за допомогою телескопа Джеймса Вебба зафіксували рідкісне явище — дві гігантські гелієві «хвости», що простягаються від атмосфери екзопланети WASP-121 b. Про відкриття повідомлено в журналі Nature Com­mu­ni­ca­tions. Воно дає нове уявлення про те, як екзопланети поступово втрачають свої атмосфери під впливом випромінювання зірок. Спостереження здійснювали за допомогою канадського приладу NIRISS, який уперше дозволив простежити атмосферу планети протягом повного її оберту навколо зорі.

Команда під керівництвом Ромена Аляра з Університету Монреаля протягом 37 годин безперервно спостерігала WASP-121 b — надгарячого «Юпітера», що рухається на дуже близькій орбіті до своєї зорі. У результаті вдалося зафіксувати два потоки гелію, які розтягуються більш ніж на сто діаметрів планети: один тягнеться позаду, інший — випереджає її рух. Ймовірно, їхня форма визначається гравітаційним впливом зорі, яка буквально «витягує» легкі гази з атмосфери.

За словами Аляра, спостереження показали складність фізичних процесів, що формують атмосферу екзопланет та її взаємодію з навколишнім середовищем. Тривале безперервне дослідження стало важливим етапом у розумінні еволюції планет. Отримані дані свідчать, що втрату атмосфери слід моделювати не як одновимірний потік, а як тривимірну структуру, яка постійно змінюється під дією зіркової радіації.

Часові ряди надлишкового поглинання JWST/NIRISS навколо тріплету гелію відносно часу середини транзиту в системі відліку зірки. Червоні пунктирні лінії позначають вхід і вихід транзиту, а два вторинні затемнення входу і виходу показані помаранчевими пунктирними лініями. Явний надлишок виявлено у вигляді темно-синьої області не тільки під час повного транзиту, але й до та після нього, на значній частині орбіти, що свідчить про розширений відтік. Для кращої візуалізації колірна шкала була скорочена до −500 до +500 ppm. Джерело: Nature Com­mu­ni­ca­tions

Другий автор роботи, Луї-Філіпп Куломб, наголосив, що саме високоточні безперервні вимірювання приладу NIRISS зробили відкриття можливим. Повний оберт планети дав змогу не лише зафіксувати атмосферні потоки, а й оцінити склад, енергетичний баланс та клімат WASP-121 b. Канадський внесок у створення цього інструмента відіграв ключову роль у здобутті результатів.

Відкриття має значення для розуміння того, як екзопланети еволюціонують у жорстких умовах поблизу своїх зірок. Подібні спостереження можуть допомогти пояснити явище «нептунівської пустелі» — відсутності невеликих газових планет на близьких орбітах. Наступним кроком стане перевірка, чи є подвійні гелієві хвости унікальними для WASP-121 b, чи подібні структури існують і в інших гарячих екзопланет.