Планета размером с Юпитер скрывает большую тайну: хвост длиной 550 000 км

На планете WASP-69b жаркое лето никогда не заканчивается. Огромная газообразная экзопланета размером примерно с Юпитер и находящаяся в 160 световых годах от Земли вращается вокруг своей пылающей родительской звезды так близко, что ее атмосфера выкипает со скоростью 200 000 тонн в секунду.

В новом исследовании группа астрофизиков обнаружила, что, когда атмосфера планеты улетает в космос, звездные ветры ее родительской звезды превращают ее в кометоподобный хвост, который простирается за планетой по меньшей мере на 550 000 км — намного дальше, чем наблюдалось ранее.

«Работы предыдущих групп показали, что эта планета теряет часть своей атмосферы, и предполагали наличие тонкого хвоста или, возможно, его отсутствие вообще», — сказал Дакота Тайлер, аспирант Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и первый автор исследования. «Однако теперь мы окончательно обнаружили этот хвост и показали, что он как минимум в семь раз больше самой планеты».

Обнаруженная десять лет назад, WASP-69b известна как «горячий Юпитер» — газовая планета-гигант, вращающаяся опасно близко к своей звезде. Фактически, экзопланета находится настолько близко, что совершает полный оборот менее чем за четыре земных дня; для сравнения, Меркурий, ближайшая к Солнцу планета, совершает один оборот по орбите за 88 дней.

Открытие того, что звезда WASP-69b не только разрушает атмосферу планеты высокоэнергетическим излучением, но и физически удерживает вытекающий газ в длинном хвосте, помогает понять, как звездные ветры влияют на планеты, которые вращаются вокруг своих звезд так близко. По словам исследователей, непосредственное изучение этого типа атмосферной потери массы имеет решающее значение для понимания того, как именно планеты по всей галактике развиваются с течением времени вместе со своими звездами.

«За последнее десятилетие мы узнали, что у большинства звезд есть планеты, которые вращаются вокруг них ближе, чем Меркурий вращается вокруг нашего Солнца, и что эрозия их атмосфер играет ключевую роль в объяснении типов планет, которые мы видим сегодня», — говорят ученые.

«Однако для большинства известных экзопланет мы подозреваем, что период потери атмосферы давно завершился. Система WASP-69b — это жемчужина, потому что у нас есть редкая возможность изучить потерю массы атмосферы в реальном времени и понять важнейшую физику, которая формирует тысячи других планет».

Более ранние наблюдения WASP-69b, проведенные с помощью 3,5-метрового телескопа в обсерватории Calar Alto в Испании и 5-метрового телескопа в обсерватории Palomar, показали лишь намек на наличие хвоста или его отсутствие. Для текущего исследования астрономы использовали более крупный 10-метровый телескоп в обсерватории WM Keck на Гавайях, а также его спектрограф высокого разрешения, называемый NIRSPEC.

Наблюдения показали, что выходящий газ WASP-69b, в первую очередь водород и гелий, формируется и выталкивается в направлении Земли излучением и оттоком газа от звезды-хозяина, известным как звездный ветер, на сотни тысяч километров. Затем исследователи смогли рассчитать количество массы, которое теряла планета.

Хотя горячий Юпитер находится в опасной близости от своей звезды, ученые утверждают, что его атмосфера не испарится полностью.

«Приблизительно в 90 раз больше массы Земли, WASP-69b имеет такой большой резервуар материала, что даже потеря огромного количества массы не сильно повлияет на него в течение его жизни. Ему не грозит опасность потерять всю свою атмосферу в течение жизни звезды», — говорит Дакота Тайлер.

«Устойчивость этой планеты в такой экстремальной и враждебной среде служит всем нам мощным напоминанием», — добавляет он. «Несмотря на множество проблем, с которыми мы можем столкнуться, наша способность противостоять и преодолевать их зачастую намного выше, чем мы думаем. Наши проблемы могут показаться пугающими, но, как и у WASP-69b, у нас есть все необходимое, чтобы продолжать двигаться вперед».

Исследование было опубликовано в Astrophysical Journal.