Jeśli planeta ma atmosferę, prawdopodobnie przecieka, niektóre szybciej niż inne. A astronomowie właśnie znaleźli skwierczenie: atmosferę tak nieszczelną, że wystrzeliwuje w górę w gigantycznych dżetach.
Egzoplaneta odpowiedzialna za tę aktywność to HAT-P-32b, gazowy olbrzym o promieniu około 1,8 razy większym niż Jowisz, oddalony o około 923 lata świetlne. Wyrzuca wystarczającą ilość gazu, aby utworzyć dwa warkocze, które razem rozciągają się na odległość ponad 53 razy większą niż promień egzoplanety.
Według zespołu kierowanego przez astrofizyka Zhoujiana Zhanga z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz, te warkocze należą do największych znalezionych przez nas struktur związanych z egzoplanetą.
„To ekscytujące widzieć, jak ogromne są wydłużone warkocze w porównaniu z rozmiarami planety i jej gwiazdy macierzystej” — mówi Zhang, który kierował Discovery podczas studiów na University of Texas w Austin. „Inne planety również mogły mieć uciekającą atmosferę, która czekała na odkrycie w ramach podobnych obserwacji”.
Nie jest niespodzianką, że HAT-P-32b straci swoją przestrzeń powietrzną. To puszysty świat o niskiej gęstości, zaledwie 10 procent gęstości Jowisza, który okrąża swoją gwiazdę po bardzo bliskiej orbicie w zaledwie 2,15 dnia. W tak bliskiej odległości od swojej gwiazdy — gwiazdy nieco większej i gorętszej od Słońca — egzoplaneta jest podgrzewana do temperatury około 1836 K (2845 F, 1562 C).
Ciepło sprawia, że HAT-P-32b jest bardzo spuchnięty, ale to także powoduje, że pozbawia go atmosfery. Wcześniejsze obserwacje odnotowały ten efekt w akcji, ale nie uchwycił prawdziwego rozmiaru szkód atmosferycznych wyrządzonych przez gwiazdę.
Dzieje się tak, ponieważ badamy HAT-P-32b za pomocą tranzytu, czyli wtedy, gdy egzoplaneta krąży między nami a swoją gwiazdą. Powoduje to regularne lekkie fluktuacje światła gwiazdy, przygasające, gdy egzoplaneta blokuje część jej światła.
Ale dzieje się coś interesującego, gdy egzoplaneta z atmosferą przechodzi przed swoją gwiazdą macierzystą. Część światła tej gwiazdy przechodzi przez atmosferę, powodując zmiany w widmie, ponieważ niektóre długości fal są absorbowane i ponownie emitowane przez pierwiastki i związki w gazie. Można je uchwycić i prześledzić wstecz do ich czynników sprawczych, takich jak chemiczny odcisk palca.
Nieszczelna atmosfera HAT-P-32b stała się oczywista dzięki obserwacjom tych tranzytów, kiedy naukowcy zauważyli nadmiar Wodór alfa i hel. Ponieważ patrzyli tylko na dane transmisji, nie znaliśmy pełnego zakresu wycieku.
Zhang i jego współpracownicy użyli teleskopu Hobby Eberle w McDonald Observatory w Teksasie, aby obserwować egzoplanetę przez kilka nocy, zbierając dane obejmujące całą jej orbitę, a nie tylko 3 godziny potrzebne do jej przebycia. Następnie dokładnie przeanalizowali widma, szukając różnic w gazach, o których wiadomo, że uciekają z atmosfery HAT-P-32b.
Stwierdzają, że ogony są bardzo duże. Egzoplaneta pęcznieje tak bardzo, że rozlewa się poza punkt, w którym gaz może nadal być grawitacyjnie związany z planetą, wyrzucając w przestrzeń wokół gwiazdy ogromne ilości materii — około 33,8 bilionów ton rocznie, według obliczeń zespołu.
W tym tempie całkowite wyparowanie atmosfery zajęłoby około 40 miliardów lat. To długi czas – prawie trzy razy więcej niż obecny wiek Wszechświata wynoszący 13,8 miliarda lat – i może pomóc astronomom w wyjaśnieniu innych nieszczelnych gazowych egzoplanet na bliskich orbitach z ich gwiazdami.
„Nasze odkrycia na HAT-P-32b mogą pomóc nam zrozumieć, w jaki sposób inne planety i ich gwiazdy oddziałują na siebie”. mówi astronom Carolyn Morley z University of Texas w Austin. „Jesteśmy w stanie wykonywać pomiary w wysokiej rozdzielczości na gorących Jowiszach, takich jak ten, a następnie zastosować nasze wyniki w szerszej skali planetarnej”.
Znaleźliśmy już wcześniej nieszczelne egzoplanety, z których niektóre mają pewne podobieństwa z tranzytem HAT-P-32b. Odkrycie sugeruje, że wiele z tych gigantycznych ogonów może tam być, tylko czekając, aż spojrzymy.
Badania opublikowane w Postęp nauki.
