Астрономы напрямую наблюдали, как отдалённая экзопланета WASP-107b теряет свою атмосферу в космическом пространстве. Телескоп James Webb (JWST) запечатлел беспрецедентные данные, демонстрирующие, как гелий покидает планету, образуя массивное облако, которое предшествует ей на орбите вокруг звезды. Это самое подробное наблюдение за экзопланетой, активно сбрасывающей слои своей атмосферы.
«Сверх-Пух» Планета и Потеря Атмосферы
WASP-107b классифицируется как «сверх-пух» экзопланета — по размеру схожа с Юпитером, но значительно менее плотная. Обращаясь вокруг своей звезды на расстоянии всего в семь раз большем, чем расстояние между Меркурием и Солнцем, планета с низкой плотностью особенно подвержена испарению атмосферы из-за интенсивного звёздного излучения. Уходящий гелий простирается почти на десять радиусов планеты, образуя отчетливое ведущее облако.
Это явление, названное «поглощением гелия перед транзитом», происходит потому, что расширяющееся газовое облако проходит перед звездой до того, как сама планета совершит транзит (пройдёт между звездой и Землёй). Ближний инфракрасный имиджер и спектрограф без щелей (NIRISS) JWST обнаружил инфракрасную сигнатуру гелия, выявив слабое затемнение света звезды перед транзитом планеты.
Что Это Означает для Эволюции Экзопланет
Открытие касается не только наблюдения за потерей атмосферы — оно даёт подсказки об истории планеты. Команда также обнаружила водяной пар в высоких слоях атмосферы WASP-107b, но, что примечательно, метана обнаружено не было. Это говорит о сильном перемешивании атмосферы, которое поднимает более горячий, бедный метаном газ на большие высоты.
Химический состав и экстремальная потеря атмосферы подтверждают теорию о том, что WASP-107b, вероятно, образовалась дальше от своей звезды, а затем мигрировала внутрь, где интенсивное нагревание начало сбрасывать её внешние слои. Наличие второй планеты в системе, WASP-107c, могло способствовать этой миграции.
Последствия для Срока Жизни Планет
Наблюдение за планетами, активно теряющими свои атмосферы, имеет более широкие последствия для понимания эволюции планет. Со временем некоторые экзопланеты могут быть полностью лишены своих внешних слоёв, оставив лишь обнажённые каменистые или ледяные ядра. Этот процесс даёт представление о том, как меняются миры, и почему некоторые могут не сохранять пригодные для жизни условия в течение миллиардов лет.
Это наблюдение в реальном времени подчёркивает динамическую природу атмосфер экзопланет и их восприимчивость к звёздному излучению. Оно подчёркивает критическую роль миграции и звёздных взаимодействий в формировании эволюции планет.
