Астрономы, использующие космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), зафиксировали значительную утечку гелия из WASP-107b, уникальной экзопланеты, расположенной в 212 световых годах от нас в созвездии Девы. Это открытие предоставляет ключевые сведения о том, как планеты теряют свои атмосферы — процесс, критически важный для понимания планетарной обитаемости и эволюции.
Обнаружение Атмосферного Ухода
Ближний инфракрасный имиджер и спектрограф без щелей (NIRISS) JWST обнаружил массивное облако гелия, окружающее WASP-107b. Эта «супер-пухляшка» или «вата», впервые идентифицированная в 2017 году, имеет исключительно низкую плотность и вращается вокруг своей звезды на расстоянии менее 16 земных орбит. Один оборот вокруг звезды занимает всего 5,7 дня.
Утекающий гелий — не незначительное истечение; он формирует облако настолько большое, что частично заслоняет свет звезды до того, как планета проходит перед ней. Модели предполагают, что это облако простирается на десять радиусов планеты в направлении её орбиты.
Почему Это Имеет Значение
Атмосферный уход — фундаментальный процесс, формирующий планетарную эволюцию. На Земле мы теряем около 3 кг атмосферы в секунду, в основном водорода. Для планет, находящихся ближе к своим звёздам — как WASP-107b — этот эффект резко усиливается. Высокие температуры (около 500 °C или 932 °F), вызванные приливным нагревом (из-за слегка эллиптической орбиты), ускоряют эту потерю.
«Поэтому крайне важно полностью понять механизмы, лежащие в основе этого явления, которое может разрушить атмосферу некоторых скалистых экзопланет», — объясняет астроном Женевского университета Винсент Буррье.
Потеря атмосферы может определить, сохранит ли планета жидкую воду или станет бесплодной, как Венера. Это исследование помогает ученым оценить, какие экзопланеты могут быть обитаемы, а почему другие нет.
Подсказки о Формировании Планеты
В дополнение к гелию, данные JWST подтвердили присутствие воды, монооксида углерода, диоксида углерода и аммиака в атмосфере WASP-107b. Эти соединения дают подсказки о формировании и миграционной истории планеты. Ученые считают, что WASP-107b, вероятно, образовалась дальше от своей звезды, а затем переместилась ближе, что привело к её раздутой атмосфере и продолжающейся потере газа.
Ключевые Выводы
- Значительная Утечка Гелия: JWST зафиксировал массивное гелиевое облако, покидающее WASP-107b.
- Низкая Плотность: Планета имеет исключительно низкую плотность, напоминающую «ватный» мир.
- Эрозия Атмосферы: Открытие подчеркивает, как атмосферный уход может лишить планеты их атмосферы.
- История Миграции: Планета, вероятно, образовалась дальше и затем мигрировала ближе к своей звезде.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, подчеркивает возможности JWST по изучению экзопланетных атмосфер и раскрытию тайн планетарной эволюции. Понимание этих процессов критически важно для оценки потенциальной обитаемости экзопланет и определения будущего планетарной науки.
