Nova uganka za znanstvenike: Planet, ki ima dva repa

Astronomi so s pomočjo vesoljskega teleskopa James Webb prvič v zgodovini uspeli neprekinjeno spremljati, kako eksoplanet izgublja svojo atmosfero – in pri tem odkrili nekaj povsem nepričakovanega. Plinski velikan WASP121b, znan tudi kot Tylos, oddaljen približno 880 svetlobnih let, v vesolje izpušča dva ogromna repa helija, ki se raztezata čez več kot polovico njegove orbite.

Gre za najobsežnejše in najdaljše opazovanje uhajanja atmosfere eksoplaneta doslej, kar odpira nova vprašanja o tem, kako se planeti razvijajo in kako ekstremni pogoji vplivajo na njihovo strukturo.

WASP121b spada med t. i. ultra vroče Jupitre – plinske velikane, ki krožijo izjemno blizu svojih zvezd. Planet potrebuje le 30 ur, da opravi celoten obhod okoli svoje zvezde, kar pomeni, da je njegovo leto krajše od enega zemeljskega dne.

Ta bližina povzroča:

segrevanje atmosfere na več tisoč stopinj,

izparevanje kovin,

ekstremne vremenske pojave,

uhajanje lahkih plinov, kot sta vodik in helij.

Prav to uhajanje je zdaj prvič dokumentirano v celotnem orbitalnem ciklu.

Raziskovalci so s teleskopom JWST skoraj 37 ur spremljali absorpcijo helija v infrardečem spektru – signal, ki kaže na izgubo atmosfere. Rezultat je presenetil tudi izkušene astrofizike:

helijev oblak okoli planeta pokriva okoli 60 % njegove orbite,

meglica je več kot 100krat večja od premera planeta,

uhajanje je stalno in obsežno, ne le ob tranzitu pred zvezdo.

To je najpopolnejši vpogled v atmosfersko erozijo eksoplaneta do zdaj.

Največje presenečenje študije je odkritje dveh ločenih helijevih repov:

en rep sledi planetu,

drugi se razteza pred njim v smeri gibanja.

Obstoječi modeli atmosferskega uhajanja predvidevajo en sam tok plina, zato dvojni rep predstavlja izziv za razumevanje fizikalnih procesov v bližini ekstremno vročih planetov.

Raziskovalci domnevajo, da bi lahko:

zvezdni veter oblikoval rep, ki sledi planetu,

gravitacija zvezde ukrivila tok pred planetom.

A za potrditev bodo potrebne naprednejše 3Dsimulacije.

Atmosfersko uhajanje je ključno za razumevanje evolucije planetov. Dolgotrajno izgubljanje plinov lahko:

spremeni velikost planeta,

preoblikuje njegovo sestavo,

plinskega velikana postopoma spremeni v manjši, Neptunu podoben svet,

ali celo razkrije skalnato jedro, podobno superZemljam.

Glavni avtor Romain Allart poudarja, da odkritje "razkriva kompleksnost fizikalnih procesov, ki oblikujejo atmosfere eksoplanetov" in da smo šele na začetku razumevanja teh pojavov.

To opazovanje je prvi primer, ko je bil eksoplanet spremljan skozi celotno orbito, kar omogoča povsem nov vpogled v dinamiko atmosferskih tokov. Znanstveniki verjamejo, da bo to odkritje:

izboljšalo modele atmosferskega uhajanja,

pomagalo razumeti interakcije med planeti in njihovimi zvezdami,

razkrilo, kako se plinski velikani sčasoma spreminjajo.

Kot pravi Allart, je to "resnično prelomnica", ki bo zahtevala popolnoma nov pristop k simulacijam izgube atmosfere.

Vir: Science Alert