Космічний телескоп JWST вперше простежив повний цикл втрати атмосфери в екзопланети WASP‑121b

Астрономи за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба вперше простежили повний цикл втрати атмосфери в екзопланети й зафіксували дві гігантські гелієві структури, що простягаються на десятки мільярдів кілометрів. Спостереження за WASP‑121b, «ультрагарячим Юпітером», опубліковані в Nature Com­mu­ni­ca­tions.

Ця планета обертається навколо своєї зорі всього за 30 годин. Потужне випромінювання нагріває атмосферу до кількох тисяч градусів, і легкі елементи — гелій та водень — вириваються у космос. З часом процес здатен суттєво змінювати масу, розмір і склад планети.

Команда з Університету Женеви та Університету Монреаля спостерігала WASP‑121b безперервно протягом 37 годин за допомогою приладу NIRISS на JWST, охопивши більше ніж одну орбіту. Це дозволило вперше отримати цілісну картину втрати атмосфери, а не лише фрагментарні дані під час транзитів.

Аналіз показав, що гелій навколо планети залишається помітним понад половину орбіти й формує два окремі хвости: один позаду під дією випромінювання та зоряного вітру, інший — попереду, ймовірно через гравітаційний вплив зорі. Разом вони простягаються на відстань, що перевищує 100 діаметрів планети та більш ніж утричі більшу за дистанцію між нею та її зорею.

Дослідники наголошують, що відкриття демонструє складність фізичних процесів, які формують атмосферу екзопланет. Гелій підтвердив свою ефективність як маркер втрат атмосфери, а чутливість JWST відкриває нові можливості для вивчення еволюції газових гігантів. Наступні спостереження мають показати, чи є подвійні хвости винятковим явищем, чи типовою рисою для надгарячих екзопланет.