Астрономы впервые зафиксировали два «вытекающих» хвоста на экзопланете
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) впервые позволил ученым подробно рассмотреть необычное явление на далекой экзопланете WASP-121b, известной как «Тилос». Этот «горячий Юпитер» оказался обладателем двух длинных хвостов из гелия, что несколько озадачил ученых вопросом о физических процессах, формирующих атмосферу планеты. Результаты исследования опубликованы в Nature Communications.
Необычные хвосты удивили астрономов
WASP-121b находится на расстоянии около 858 световых лет. Это массивный газовый гигант, который вращается вокруг своей звезды всего за 30 часов. При такой близости излучение родительской звезды нагревает атмосферу планеты до 2300 ℃. Под действием этого тепла легкие элементы, такие как водород и гелий, постепенно уходят в космос. Этот процесс, называемый утечкой атмосферы, может длиться миллионы лет и постепенно изменять массу, состав и структуру планеты.
Ранее наблюдения утечки фиксировались только во время транзитов, когда планета проходила перед звездой. Теперь же JWST позволил следить за процессом непрерывно на протяжении полного оборота «Тилоса», что стало уникальным достижением для ученых.
«Мы были невероятно удивлены, увидев, как долго длилась утечка гелия. Это открытие показывает, насколько сложны процессы в атмосферах экзопланет и их взаимодействие со звездной средой», — заявил руководитель исследования Ромен Аллар из Университета Монреаля.
Двойной хвост из гелия
Наблюдения с помощью ближнеинфракрасного спектрографа NIRSpec показали, что газовая оболочка WASP-121b простирается далеко за пределы планеты. Удивительно, но гелий формирует два отдельных хвоста. Один отклоняется назад под влиянием излучения и звездного ветра, другой следует за планетой по орбите, вероятно, притягиваясь к звезде гравитацией.
В совокупности эти хвосты в сто раз длиннее ширины планеты и в три раза превышают расстояние между WASP-121b и ее звездой. Ученые пока не могут объяснить существование двойных хвостов с помощью имеющихся моделей.
«Очень часто новые наблюдения выявляют ограничения наших численных моделей и подталкивают нас к изучению новых физических механизмов. Каждое открытие помогает лучше понять эти далекие миры», — отметил Винсент Буррье из Женевского университета.
Почему это важно
Гелий является ключевым индикатором утечки из атмосферы. Ранее астрономы фиксировали только кратковременные проявления, но теперь ученые смогли отследить процесс непрерывно на протяжении более половины орбиты планеты. Это создает самую полную картину утечки атмосферы на сегодняшний день.
Новое наблюдение помогает понять, как атмосферы ультрагорячих Юпитеров реагируют на экстремальное излучение звезд, как формируются и эволюционируют их газовые оболочки. Открытие также подчеркивает уникальную роль телескопа JWST в изучении далеких планет, позволяя астрономам видеть детали, недоступные для других инструментов.
«Мы только начинаем открывать истинную сложность этих миров. Каждое новое открытие ставит перед нами новые вопросы о физике атмосферы, взаимодействии с излучением и гравитацией, а также об эволюции планет за пределами Солнечной системы», — добавил Аллар.
