На расстоянии примерно 880 световых лет от Земли астрономы зафиксировали нечто поразительное: экзопланета WASP-121b, известная также как Тилос (Tylos), буквально теряет свою атмосферу в космосе, создавая два огромных хвоста из гелия. Это открытие стало первым в истории, когда удалось проследить столь масштабный и продолжительный процесс утечки атмосферы у планеты за пределами Солнечной системы.
Ранее учёные уже сталкивались с явлениями, когда атмосферы экзопланет утекают в космос, однако такие события обычно наблюдались лишь кратковременно — во время прохождения планеты перед своей звездой. На этот раз исследователи смогли наблюдать за процессом непрерывно, охватив полный оборот планеты вокруг звезды, что позволило получить уникальные данные о механизмах и последствиях атмосферных потерь.
Экстремальные условия
WASP-121b — это так называемый ультрагорячий Юпитер: газовый гигант, который по массе и размерам напоминает Юпитер, но находится гораздо ближе к своей звезде и потому нагревается до экстремальных температур. Год на Тилосе длится всего 30 часов, а температура атмосферы достигает нескольких тысяч градусов. В таких условиях лёгкие газы, в первую очередь водород и гелий, легко покидают планету, уносясь в открытый космос.
Интенсивное излучение звезды буквально выжигает атмосферу WASP-121b, создавая условия для образования необычных явлений. Среди них — облака из испарённых металлов, дожди из драгоценных камней и рекордно быстрые атмосферные потоки. Однако двойные хвосты из гелия стали настоящей сенсацией для научного сообщества.
Два хвоста вместо одного
Используя возможности космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), команда исследователей наблюдала за WASP-121b в течение почти 37 часов. За это время удалось зафиксировать, что гелиевая оболочка планеты простирается на 60% её орбиты, а сам газ формирует не один, а сразу два мощных хвоста. Один из них тянется позади планеты, а второй — неожиданно уходит вперёд по орбите.
Подобная структура стала полной неожиданностью для астрономов. Современные компьютерные модели способны объяснить появление одного хвоста, но двойная система требует новых подходов к моделированию. По мнению учёных, на формирование хвостов влияют сразу несколько факторов: радиация звезды, звёздный ветер и гравитация, которые по-разному воздействуют на потоки газа.
Взгляд на эволюцию планет
Длительное и детальное наблюдение за WASP-121b позволило по-новому взглянуть на процессы эволюции экзопланет. Постепенная утечка атмосферы может со временем радикально изменить структуру газового гиганта, превратив его в планету меньших размеров или даже в обнажённое каменистое ядро. Такие процессы, как считают исследователи, могут объяснить разнообразие наблюдаемых экзопланет и их необычные характеристики.
Полученные данные уже заставили учёных пересмотреть подходы к моделированию атмосферных потерь. Теперь становится ясно, что утечка газа — это не просто линейный поток, а сложная трёхмерная система, тесно связанная с условиями на орбите и взаимодействием с родительской звездой.
Новые горизонты исследований
Открытие двойных хвостов у WASP-121b открывает новые перспективы для изучения экзопланет. Теперь астрономы смогут более точно оценивать, как быстро и в каких условиях газовые гиганты теряют свои атмосферы, а также как эти процессы влияют на их дальнейшую судьбу. В будущем подобные наблюдения помогут понять, могут ли массивные планеты превращаться в объекты, напоминающие Нептун или даже в полностью лишённые атмосферы каменистые тела.
Исследование также поднимает вопросы о том, насколько уникальны такие явления и можно ли обнаружить подобные процессы у других экзопланет. Для этого потребуется дальнейшее развитие наблюдательных технологий и создание более совершенных моделей, способных учитывать сложное взаимодействие между планетой и её звездой.
Если Вы не знали, космический телескоп Джеймса Уэбба (James Webb Space Telescope, JWST) — это крупнейший и самый современный астрономический инструмент, запущенный в 2021 году. Он предназначен для изучения самых отдалённых и загадочных объектов во Вселенной, включая экзопланеты, галактики и звёзды. Благодаря высокой чувствительности и уникальным возможностям JWST уже совершил ряд революционных открытий, в том числе и наблюдение двойных хвостов у WASP-121b. Телескоп управляется международным консорциумом, в который входят NASA, ESA и Канадское космическое агентство.