Astronomowie korzystający z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) wykryli znaczny wyciek helu z WASP-107b, wyjątkowej egzoplanety znajdującej się 212 lat świetlnych od nas w gwiazdozbiorze Panny. Odkrycie dostarcza kluczowych informacji na temat sposobu, w jaki planety tracą swoją atmosferę, co jest procesem krytycznym dla zrozumienia możliwości zamieszkiwania planet i ich ewolucji.
Wykrywanie ucieczki atmosferycznej
Kamera bliskiej podczerwieni i spektrograf bez szczelin (NIRISS) należący do JWST wykrył masywną chmurę helu otaczającą WASP-107b. Ta „super purchawka”, czyli „wata”, zidentyfikowana po raz pierwszy w 2017 r., ma wyjątkowo niską gęstość i krąży wokół swojej gwiazdy w odległości mniejszej niż 16 orbit Ziemi. Jeden obrót wokół gwiazdy trwa tylko 5,7 dnia.
Wyciekający hel nie jest drobnym wyciekiem; tworzy obłok tak duży, że częściowo blokuje światło gwiazdy, zanim planeta przejdzie przed nią. Modele sugerują, że chmura ta rozciąga się na dziesięć promieni planety w kierunku jej orbity.
Dlaczego to ma znaczenie
Ucieczka z atmosfery jest podstawowym procesem kształtującym ewolucję planet. Na Ziemi tracimy około 3 kg atmosfery na sekundę, głównie wodór. W przypadku planet znajdujących się bliżej swoich gwiazd – jak WASP-107b – efekt ten jest znacznie wzmocniony. Wysokie temperatury (około 500 ° C lub 932 ° F) spowodowane nagrzewaniem pływowym (z powodu lekko eliptycznej orbity) przyspieszają tę utratę.
„Niezbędne jest zatem pełne zrozumienie mechanizmów stojących za tym zjawiskiem, które może zniszczyć atmosferę niektórych skalistych egzoplanet” – wyjaśnia Vincent Bourrier, astronom z Uniwersytetu Genewskiego.
Utrata atmosfery może zadecydować o tym, czy planeta zatrzyma wodę w stanie ciekłym, czy też stanie się jałowa jak Wenus. Badania te pomagają naukowcom ocenić, które egzoplanety mogą nadawać się do zamieszkania, a dlaczego inne nie.
Wskazówki dotyczące powstawania planet
Oprócz helu, dane JWST potwierdziły obecność wody, tlenku węgla, dwutlenku węgla i amoniaku w atmosferze WASP-107b. Związki te dostarczają wskazówek na temat historii powstawania i migracji planety. Naukowcy uważają, że WASP-107b prawdopodobnie powstał dalej od swojej gwiazdy, a następnie zbliżył się, powodując wzdęcie atmosfery i dalszą utratę gazu.
Kluczowe ustalenia
- Większy wyciek helu: JWST wykrył masywną chmurę helu opuszczającą WASP-107b.
- Niska gęstość: Planeta ma wyjątkowo niską gęstość, przypominającą świat „bawełniany”.
- Erozja atmosfery: odkrycie pokazuje, jak ucieczka z atmosfery może pozbawić planety atmosfery.
- Historia migracji: Planeta prawdopodobnie uformowała się dalej, a następnie migrowała bliżej swojej gwiazdy.
Badanie opublikowane w czasopiśmie Nature Astronomy podkreśla zdolność JWST do badania atmosfer egzoplanet i odkrywania tajemnic ewolucji planet. Zrozumienie tych procesów ma kluczowe znaczenie dla oceny potencjalnej możliwości zamieszkania egzoplanet i określenia przyszłości planetologii.
