Экзопланета WASP-69 b имеет «хвост», оставляющий за собой след из газа: новое исследование
Экзопланета WASP-69 b медленно теряет свою атмосферу, поскольку легкие частицы водорода и гелия во внешней атмосфере планеты со временем покидают атмосферу. Но эти частицы газа не покидают ее равномерно, вместо этого они затягиваются в газовый хвост звездным ветром, исходящим от звезды планеты.
Горячие юпитеры, такие как WASP-69 b, являются сверхгорячими газовыми гигантами, вращающимися вокруг своих звезд-хозяев на близком расстоянии. Когда излучение, исходящее от звезды, нагревает внешнюю атмосферу планеты, она может испытывать фотоиспарение — процесс, в котором легкие газы, такие как водород и гелий, нагреваются этим излучением и выбрасываются в космос. По сути, звезда WASP-69 со временем выдувает газ из внешней атмосферы планеты.
Более того, так называемый звездный ветер может превратить этот вырывающийся газ в экзопланетный хвост.
Звездный ветер — это непрерывный поток заряженных частиц, которые вытекают в космос из внешней атмосферы звезды, или короны. На Земле звездный ветер Солнца (солнечный ветер) взаимодействует с магнитным полем нашей планеты, что может создавать красивые сияния, такие как северное сияние.
На WASP-69 b звездный ветер, исходящий от ее звезды-хозяина, фактически формирует газ, выходящий из внешней атмосферы планеты. Таким образом, вместо того, чтобы газ просто равномерно выходил вокруг планеты, «сильные звездные ветры могут формировать этот отток в виде хвостов, которые тянутся позади планеты», — сказала ведущий автор нового исследования Дакота Тайлер, астрофизик из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, сравнивая этот газообразный хвост с хвостом кометы.
Однако поскольку этот хвост создается звездным ветром, он может меняться.
«Если бы звездный ветер сошел на нет, то можно было бы представить, что планета все еще теряет часть своей атмосферы, но она просто не формируется в хвост», — говорит Дакота Тайлер, добавив, что без звездного ветра этот газ, выходящий со всех сторон планеты, был бы сферическим и симметричным. «Но если вы увеличите звездный ветер, эта атмосфера затем сформируется в хвост».
Ученые сравнили этот процесс с ветроуказательным устройством, которое развевается на ветру: когда ветер усиливается и носок наполняется воздухом, он принимает более структурированную форму.
Хвост, который исследовательская группа наблюдала на WASP-69 b, простирался более чем на 7,5 радиусов планеты, или более чем на 560 000 км. Но возможно, что хвост еще длиннее. Астрономам пришлось прекратить наблюдения с помощью телескопа до того, как сигнал хвоста исчез, поэтому это измерение является нижним пределом истинной длины хвоста на тот момент.
Однако следует иметь в виду, что поскольку хвост находится под влиянием звездного ветра, изменения звездного ветра могут со временем изменить размер и форму хвоста. Кроме того, изменения звездного ветра влияют на размер и форму хвоста, но поскольку хвост виден при освещении звездным светом, изменения звездной активности также могут повлиять на наблюдения хвоста.
Интересные факты
Экзопланета WASP-69 b теряет много газа — около 200 000 тонн в секунду. Но она теряет эту газообразную атмосферу очень медленно — настолько медленно, что нет никакой опасности, что планета будет полностью лишена или исчезнет. В общем, каждый миллиард лет планета теряет количество материала, которое равно массе планеты Земля.
Возраст планетной системы, в которой находится WASP-69 b, составляет около 7 миллиардов лет, поэтому, хотя скорость потери атмосферы со временем будет меняться, можно подсчитать, что за этот период планета потеряла эквивалент семи планет Земли (по массе) газа.
Ранее группа ученых под руководством Дакоты Тайлер из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе опубликовала в начале 2024 года статью об открытии хвоста у WASP-69 b.