RW Space

Если у планеты есть атмосфера, она, вероятно, протекает, иногда быстрее, чем другие. И астрономы только что обнаружили жужжание: атмосфера настолько негерметична, что выбрасывается гигантскими струями.

Экзопланета, ответственная за эту активность, — HAT-P-32b, газовый гигант, примерно в 1,8 раза превышающий радиус Юпитер на расстоянии около 923 световых лет. Он выбрасывает достаточно газа, чтобы сформировать два хвоста, которые вместе простираются на расстояние, более чем в 53 раза превышающее радиус экзопланеты.

По словам группы под руководством астрофизика Чжоуцзяна Чжана из Калифорнийского университета в Санта-Круз, эти хвосты среди крупнейших структур, которые мы когда-либо находили связанными с экзопланетой.

«Удивительно видеть, насколько гигантскими являются вытянутые хвосты по сравнению с размером планеты. и его главная звезда», — говорит Чжан, руководивший открытием в Техасском университете в Остине. «Другие планеты также могут иметь обширную ускользающую атмосферу, ожидающую обнаружения с помощью аналогичного мониторинга».

То, что HAT-P-32b теряет свою атмосферу, не является неожиданным. Это пухлый мир с низкой плотностью, всего 10 процентов от плотности Юпитера, вращающийся вокруг своей звезды по очень близкой орбите всего за 2,15 дня. В такой близости к своей звезде, которая немного больше и горячее Солнца, экзопланета нагревается до температуры около 1836 кельвинов (2845 по Фаренгейту, 1562 по Цельсию).

Тепло делает HAT-P -32b такой пухлый, но это также то, что лишает его атмосферы. Предыдущие наблюдения отмечали этот эффект в действии, но не улавливали истинный масштаб разрушения атмосферы, вызванного звездой.

Это потому, что мы изучаем HAT-P-32b, используя транзиты, когда экзопланета движется по орбите между нами и своей звездой. Это заставляет свет звезды регулярно слегка колебаться, тускнея, когда экзопланета блокирует часть его света.

Но кое-что интересное происходит, когда экзопланета с атмосферой проходит перед своей звездой-хозяином. Часть света этой звезды проходит через атмосферу, вызывая изменения в спектре, поскольку некоторые длины волн поглощаются и переизлучаются элементами и соединениями в газе. Их можно выделить и проследить до вызывающих их веществ, подобно химическому отпечатку пальца.

Негерметичная атмосфера HAT-P-32b стала очевидной из наблюдений за этими транзитами, когда ученые заметили избыток водорода альфа и гелия. Поскольку они просматривали только данные о прохождении, мы не знали всего масштаба утечки.

Чжан и его коллеги использовали телескоп Хобби-Эберли в обсерватории Макдональда в Техасе, чтобы наблюдать за экзопланетой в течение всего пути. нескольких ночей, чтобы собрать воедино данные, охватывающие всю его орбиту, а не только 3 часа, необходимые для прохождения. Затем они тщательно проанализировали спектры, выискивая изменения в газах, которые, как известно, просачиваются из атмосферы HAT-P-32b.

Они обнаружили, что хвосты абсолютно массивны. Экзопланета раздувается настолько сильно, что переливается через точку, в которой газ может оставаться гравитационно связанным с планетой, выбрасывая огромное количество материала в пространство вокруг звезды — около 33,8 триллиона тонн в год, согласно подсчетам команды. .

С такой скоростью мировой атмосфере потребуется около 40 миллиардов лет, чтобы полностью испариться. Это большой срок — почти в три раза больше текущей продолжительности жизни Вселенной в 13,8 миллиарда лет — и может помочь астрономам интерпретировать другие экзопланеты с утечкой газа на близких орбитах со своими звездами.

«Наши результаты HAT-P- 32b может помочь нам понять, как взаимодействуют другие планеты и их звезды», — говорит астроном Кэролайн Морли из Техасского университета в Остине. «Мы можем проводить высокоточные измерения на горячих юпитерах, таких как этот, а затем применять наши результаты к более широкому кругу планет».

Мы уже находили экзопланеты с дырками, а некоторые даже делятся некоторое сходство с транзитами HAT-P-32b. Открытие предполагает, что может быть гораздо больше этих гигантских хвостов, которые просто ждут, чтобы мы их посмотрели.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.