|
У планеты-рекордсмена появились два огромных хвоста
|
|
|
|
На расстоянии около 880 световых лет от Земли раскаленная экзопланета медленно выбрасывает свою атмосферу в космос, образуя два огромных гелиевых хвоста, которые простираются более чем наполовину вокруг ее звезды.
|
|
|
|
По словам авторов нового исследования, это первый случай, когда можно наблюдать подобное зрелище. Астрономы и раньше видели экзопланеты с неплотной атмосферой, но, как правило, лишь мельком, когда планеты проходят перед своими звездами-хозяевами.
|
|
|
|
Однако на этот раз исследователям удалось непрерывно отслеживать выход атмосферы экзопланеты на протяжении всей ее орбиты, что пролило новый свет на это явление, в том числе на то, как оно работает, что происходит с выделяющимся газом и что это может означать для эволюции планеты.
|
|
|
|
Их исследование сосредоточено на WASP-121b, также известной как Тилос, экстремальной экзопланете, уже известной своими причудами, такими как облака из испаренного металла, дожди из рубинов и сапфиров и самый быстрый атмосферный реактивный поток, известный науке.
|
|
|
|
Это сверхгорячий Юпитер; категория внесолнечных газовых гигантов, в целом похожих на Юпитер, за исключением того, что они гораздо ближе к своим звездам-хозяевам и, следовательно, намного горячее.
|
|
|
|
Тилос находится так близко к своей звезде, что ему требуется всего 30 часов, чтобы совершить полный оборот по орбите – это означает, что год на Тилосе длится примерно столько же, сколько один день на Земле.
|
|
|
|
|
|
|
Для удобства это немного близко к его родительской звезде. Интенсивная радиация нагревает атмосферу планеты до тысяч градусов, создавая экстремальные условия, которые приводят ко многим странностям, включая выброс в космос более легких газов, таких как водород и гелий.
|
|
|
|
В некоторых случаях утечка из атмосферы может произойти быстро, но часто это постепенный процесс, при котором небольшое количество газов просачивается наружу. Тем не менее, даже незначительная утечка может со временем существенно изменить размер и состав планеты и, возможно, повлиять на ее эволюцию.
|
|
|
|
Большая часть того, что мы знаем о выходе из атмосферы, получена из данных, собранных во время планетарных транзитов, которые могут длиться всего несколько часов. Этот подход отражает лишь малую часть того, что происходит на протяжении всей орбиты экзопланеты.
|
|
|
|
В новом исследовании исследователи наблюдали за Tylos почти 37 часов подряд, используя тепловизор ближнего инфракрасного диапазона JWST и спектрограф без щелей, что позволило получить беспрецедентные данные с более чем одной полной орбиты.
|
|
|
|
Они просканировали траекторию движения Тилоса на предмет поглощения гелия в инфракрасном диапазоне, что является признанным признаком выхода из атмосферы. Было обнаружено, что гелиевая дымка простирается далеко за пределы самой планеты, занимая почти 60 процентов ее орбиты.
|
|
|
|
Это самое продолжительное непрерывное наблюдение за утечкой атмосферы на сегодняшний день, и оно выявляет "постоянный и крупномасштабный отток", пишут исследователи.
|
|
|
|
Как ни странно, Тилос генерирует не один поток. Атомы гелия были замечены образующими два отчетливых хвоста, один из которых тянется за планетой, а другой - впереди нее. Оба хвоста огромны и вместе занимают площадь, более чем в 100 раз превышающую диаметр Тилоса.
|
|
|
|
"Мы были невероятно удивлены, увидев, как долго продолжался выброс гелия", - говорит ведущий автор Роман Алларт, астроном из Института исследований экзопланет Троттье и Монреальского университета.
|
|
|
|
"Это открытие раскрывает сложные физические процессы, формирующие атмосферы экзопланет, и то, как они взаимодействуют со звездным окружением", - добавляет Алларт. "Мы только начинаем понимать истинную сложность этих миров".
|
|
|
|
Наличие двух гелиевых хвостов представляет собой загадку для астрономов. Существующие компьютерные модели могут объяснить одиночный хвост газов, вытекающих с планеты, но они с трудом реконструируют происхождение двойных хвостов, тянущихся в разных направлениях.
|
|
|
|
Исследователи предполагают, что излучение и звездный ветер могут направлять один хвост, который тянется за планетой, в то время как гравитация звезды может притягивать ведущий хвост, заставляя поток изгибаться перед Тилосом на орбите.
|
|
|
|
Необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить, как эти и другие силы влияют на атмосферные потоки, и разработать новые 3D-модели, которые более точно моделируют соответствующие физические явления.
|
|
|
|
Помимо объяснения двойных гелиевых хвостов Тилоса, более глубокое понимание потери атмосферы может раскрыть более широкие секреты планетарной эволюции, в том числе, могут ли такие утечки газа превратить массивные газовые гиганты в меньшие планеты, подобные Нептуну, или даже в скалистые ядра.
|
|
|
|
"Это действительно поворотный момент", - говорит Алларт. "Теперь нам нужно переосмыслить то, как мы моделируем потерю массы в атмосфере – не просто как простой поток, а с помощью трехмерной геометрии, взаимодействующей со звездой. Это очень важно для понимания того, как эволюционируют планеты и могут ли планеты-газовые гиганты превращаться в голые скалы".
|
|
|
|
Источник
|
