Газовый гигант растворяется: телескоп "Джеймс Уэбб" наблюдает смерть экзопланеты возле ее солнца

Космический телескоп им. Джеймса Уэбба (JWST) зафиксировал беспрецедентное явление: “сверхлегкий” газовый гигант WASP-107b стремительно теряет свою атмосферу. Планета размером почти с Юпитер оставляет за собой огромный шлейф гелия, который простирается на область, в пять раз больше ее диаметра.

Это испарение поможет ученым понять, как экзопланеты теряют свои газовые оболочки. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Феномен “сверхлегкого” гиганта

WASP-107b, открытая в 2017 году, принадлежит к уникальному классу экзопланет.

При диаметре, составляющем 94% диаметра Юпитера, у нее всего 12% его массы, что делает ее плотность одной из самых низких среди известных газовых гигантов.

Планета расположена очень близко к своей звезде — на расстоянии в семь раз меньше, чем между Солнцем и Меркурием. Такое соседство делает ее чрезвычайно уязвимой к звездному теплу.

Наблюдения JWST подтвердили, что атмосфера не просто вытекает, а буквально “срывается” с поверхности со скоростью, достаточной, чтобы опережать движение планеты по орбите. Огромный шлейф гелия опережает WASP-107b по орбите на более чем час транзита.

Неожиданные химические открытия

Анализ атмосферы WASP-107b, проведенный JWST во время ее транзита перед звездой, выявил ряд летучих веществ: водяной пар, угарный и углекислый газ, аммиак. Однако обнаруженные данные противоречат теоретическим моделям.

В атмосфере не обнаружили метана, который должен быть там согласно расчетам. Это свидетельствует о мощном вертикальном перемешивании атмосферы, которое поднимает горячие, бедные метаном слои из глубин.

В спектре зафиксировано повышенное содержание кислорода. Это не соответствует моделям для планет, которые сформировались в горячих внутренних регионах системы.

Эволюция планеты и ее значение

Результаты указывают на сложную эволюционную историю WASP-107b.

Признаки горячего вертикального перемешивания и повышенное содержание кислорода свидетельствуют о том, что планета сформировалась на значительном расстоянии от своей звезды (вероятно, за “ледяным пределом”), а затем мигрировала внутрь системы под влиянием другого массивного тела.

Исследование WASP-107b помогает не только понять эволюцию экзопланет, но и объяснить историю планет Солнечной системы, в частности, возможные механизмы потери воды, как это могло произойти с Венерой.