Звезда охотится, планета исчезает: зафиксирован момент космического пожирания

Учёные связали миграцию WASP-107b с влиянием внешней планеты — астроном Пиоль-Горайеб

Астрономы впервые увидели, как экзопланета буквально теряет саму себя, оставляя за орбитой шлейф из собственной атмосферы. Газовый гигант WASP-107b, давно прозванный "суперпухляшом", выбрасывает в космос гигантское облако гелия и стремительно худеет под действием излучения своей звезды. Наблюдения позволили заглянуть в процесс разрушения планетных оболочек в реальном времени. Об этом сообщает издание Nature Astronomy.

Планета, которая не удерживает свою атмосферу

Новые данные, полученные с помощью космического телескопа "Джеймс Уэбб", показали: вокруг WASP-107b сформировалось огромное облако гелия, простирающееся почти на пять радиусов самой планеты. Этот газовый след настолько масштабен, что фиксируется не только позади, но и впереди планеты по орбите — создаётся впечатление, будто она догоняет собственную атмосферу.

"Это первый случай, когда нам удалось зафиксировать утечку гелия с этой планеты", — отметил научный сотрудник Космического института Виньешваран Кришнамурти.

По словам исследователей, столь интенсивная потеря газа связана с экстремальной близостью WASP-107b к своей звезде. Потоки энергии разогревают верхние слои атмосферы до состояния, при котором они буквально "испаряются" в космическое пространство. Подобные процессы известны и у других горячих экзопланет, но здесь масштаб утечки оказался рекордным.

Почему WASP-107b называют "суперпухляшом"

Экзопланету обнаружили в 2017 году. Она находится примерно в 210 световых годах от Земли и по размерам почти сопоставима с Юпитером — её диаметр достигает около 94 % юпитерианского. При этом масса планеты лишь немного превышает массу Юпитера, что делает её одной из самых разреженных и "воздушных" среди известных газовых гигантов.

Такое сочетание большого объёма и сравнительно малого веса указывает на крайне рыхлую атмосферу. Именно она и стала уязвимым местом планеты. Расстояние до звезды у WASP-107b в семь раз меньше, чем между Меркурием и Солнцем, — для газового гиганта это крайне необычное положение.

Учёные считают, что планета не всегда находилась так близко к светилу. Вероятно, она сформировалась значительно дальше, а затем сместилась внутрь системы.

"WASP-107c, находящаяся гораздо дальше от звезды, вероятно, повлияла на миграцию внутренней планеты и заставила её сдвинуться ближе к светилу", — говорится в заявлении соавтора исследования Кэролайн Пиоль-Горайеб.

Как "Джеймс Уэбб" увидел утечку газов

Телескоп зафиксировал момент, когда облако гелия прошло перед звездой примерно за полтора часа до самого транзита планеты. Это означает, что газы вытягиваются вперёд по орбите, формируя длинный шлейф, напоминающий кометный хвост.

В атмосфере WASP-107b были обнаружены гелий, водород, кислород, угарный и углекислый газы, аммиак и водяной пар. Такой набор указывает на сложную химическую структуру и подтверждает сценарий миграции планеты из более холодных областей системы. При этом метан, который ожидался по теоретическим моделям, полностью отсутствует.

"Отсутствие метана объясняется активным вертикальным перемешиванием в атмосфере, вызванным теплом звезды", — пояснила Кэролайн Пиоль-Горайеб.

Астрономический стресс-тест для атмосферы

Для атмосферы WASP-107b условия можно назвать экстремальными. Постоянное излучение разрушает молекулы, снижает плотность газовой оболочки и ускоряет её утечку. В результате планета теряет массу значительно быстрее, чем это происходит у тел в более спокойных условиях.

Хотя Земля тоже постепенно утрачивает часть атмосферы, на WASP-107b этот процесс идёт в сотни раз интенсивнее. Такие наблюдения позволяют учёным понять, насколько устойчивы атмосферы планет к воздействию звёзд и какие факторы определяют их долговечность.

Сравнение: WASP-107b и другие горячие экзопланеты

Процессы утечки атмосферы наблюдаются и у других горячих миров, но WASP-107b выделяется масштабами.

У большинства горячих юпитеров утечка ограничена водородом.
У WASP-107b доминирует массивное облако гелия.
Газовый шлейф тянется на несколько радиусов планеты.
Потеря атмосферы происходит особенно быстро из-за рыхлой структуры.

Это делает планету уникальной лабораторией для изучения эволюции газовых гигантов.

Плюсы и минусы таких наблюдений для науки

Исследование WASP-107b даёт астрономам важные данные, но имеет и ограничения.

Преимущества:
• Возможность наблюдать разрушение атмосферы в реальном времени.
• Проверка моделей миграции экзопланет.
• Понимание влияния звёздного излучения на газовые оболочки.

Ограничения:
• Наблюдения касаются экстремального типа планет.
• Результаты нельзя напрямую переносить на все экзопланеты.
• Требуются длительные серии наблюдений для оценки темпов утечки.

Почему это важно для понимания обитаемости

Изучение таких миров помогает понять, почему одни планеты сохраняют атмосферу, а другие — нет. Эти знания важны и для оценки прошлого Земли, и для анализа судьбы Венеры, которая, по одной из гипотез, когда-то имела океаны, но лишилась воды.

Наблюдения за WASP-107b показывают, как быстро может разрушаться атмосфера при неблагоприятных условиях. Это ключ к пониманию того, какие планеты способны сохранить стабильную оболочку и потенциально стать обитаемыми.