Телескоп James Webb впервые зафиксировал потерю атмосферы экзопланетой в реальном времени

На художественном изображении экзопланеты WASP-121 b показан её впечатляющий двойной гелиевый хвост, протянувшийся почти на 60% её орбиты вокруг звезды. Автор: Benoit Gougeon, Université de Montréal.

Астрономы с помощью космического телескопа James Webb (JWST) впервые непрерывно отследили процесс утечки газа из атмосферы экзопланеты на протяжении полного витка вокруг её звезды. Наблюдения за газовым гигантом WASP-121b, опубликованные в журнале Nature Communications, показали неожиданную картину.

Оказалось, что планету окружают не один, а два огромных потока гелия, которые растянулись более чем на половину её орбиты. Это самая подробная на сегодняшний день картина атмосферного побега — процесса, способного со временем кардинально изменить планету.

WASP-121b относится к классу ультрагорячих юпитеров. Она совершает полный оборот вокруг своей звезды всего за 30 часов, а её атмосфера раскалена до нескольких тысяч градусов. При такой температуре лёгкие элементы, такие как водород и гелий, могут улетучиваться в космос.

Ранее учёные могли изучать этот процесс лишь во время коротких транзитов планеты по диску звезды. Наблюдения JWST с помощью прибора NIRISS длились почти 37 часов, что позволило получить беспрецедентно детальные данные.

Гелий формирует два массивных хвоста. Один тянется позади планеты, подталкиваемый излучением и звёздным ветром, а другой изгибается впереди неё, вероятно, под воздействием гравитации звезды. Вместе эти потоки простираются на расстояние, более чем в 100 раз превышающее диаметр планеты.

«Мы были невероятно удивлены, увидев, как долго длится утечка гелия. Это открытие раскрывает сложность физических процессов, формирующих атмосферы экзопланет», — пояснил ведущий автор исследования Ромен Аллар.

Существующие теоретические модели, описывающие простые кометообразные хвосты, не могут воспроизвести наблюдаемую двойную структуру. Это указывает на необходимость создания нового поколения 3D-симуляций, учитывающих комплексное влияние гравитации, радиации и звёздного ветра.

ИИ: Это открытие — яркий пример того, как новые инструменты, такие как JWST, не просто подтверждают теории, а открывают совершенно неожиданные явления, заставляя науку двигаться вперёд. Наблюдение за «агонией» планет в реальном времени даёт уникальный ключ к пониманию эволюции планетных систем.