🪐 Утечка гелия на экзопланете WASP-107b

Международная группа наблюдала гигантские облака гелия, вырвавшиеся из экзопланеты WASP-107b. Эти наблюдения, полученные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, можно смоделировать с помощью инструментов, разработанных в UNIGE. Их анализ, опубликованный в журнале Природа Астрономиядает ценные подсказки для понимания этого явления выхода атмосферы, которое влияет на эволюцию экзопланет и формирует некоторые из их характеристик.

Иногда атмосфера планеты уходит в космос. Так обстоит дело с Землей, которая теряет каждую секунду, причем безвозвратно, чуть более 3 кг вещества (в основном водорода). Этот процесс, получивший название «уход из атмосферы», представляет особый интерес для астрономов из-за изучения экзопланет, расположенных очень близко к своей звезде. Нагретые до экстремальных температур, они как раз подвержены этому явлению, играющему главную роль в их эволюции.

Это ценные подсказки для отслеживания истории формирования и миграции WASP-107b.

Благодаря телескопу Джеймса Уэбба международная группа, объединившая ученых из UNIGE, а также университетов Макгилла, Чикаго и Монреаля, смогла наблюдать огромные потоки газообразного гелия, вырывающиеся с планеты WASP-107b. Этот экзопланета находится на расстоянии более 210 световых лет от нашей Солнечная система. Это первый случай, когда этот химический элемент был отождествлен с JWST на экзопланете, что позволяет подробно описать явление.

Планета «сладкой ваты»

Обнаруженная в 2017 году WASP-107b находится в семь раз ближе к своей звезде, чем Меркурий, ближайшая к нашему Солнцу планета. Его плотность очень мала, поскольку он размером с Юпитер, но имеет лишь десятую часть его массы. Эти планеты иногда называют «планетами из сахарной ваты», поскольку их низкая плотность напоминает конфеты.

Обширный поток гелия был обнаружен как продолжение его атмосферы, названной «экзосферой». Это облако частично закрывает свет звезды еще до того, как планета пройдет перед ней. «Наши модели побега из атмосферы подтверждают наличие потоков гелия спереди и сзади планеты, которые простираются в направлении орбитального движения почти на десять радиусов планеты», — объясняет Янн Картерет. докторант на кафедреастрономия с факультета естественных наук UNIGE и соавтор исследования.

Ценные подсказки

Помимо гелия астрономам удалось подтвердить наличие воды и следов химических смесей (в частности, оксида углерода, углекислого газа, аммиака) в атмосфере планеты, отметив при этом отсутствие метана, который, тем не менее, способен обнаружить JWST. Это ценные подсказки, позволяющие проследить историю формирования и миграции WASP-107b: планета сформировалась далеко от своей нынешней орбиты, затем переместилась ближе к своей звезде, что объясняет ее раздутую атмосферу и потерю газа. Это исследование представляет собой справочник для лучшего понимания эволюции и динамики этих далеких миров. «Наблюдение и моделирование выхода атмосферы — основная область исследований факультета астрономии UNIGE, поскольку оно будет отвечать за определенные характеристики, наблюдаемые в населении экзопланет», — уточняет Винсент Бурье, магистробразование и исследования на кафедре астрономии факультета естественных наук UNIGE и соавтор исследования.

“На Земле выбросы атмосферы слишком слабы, чтобы оказать радикальное влияние на нашу планету. Но они будут нести ответственность за отсутствие воды на нашей близкой соседке, Венере. Поэтому важно полностью понять механизмы, действующие в этом явлении, которое может разрушить атмосферу некоторых скалистых экзопланет”, – заключает он.