Egzoplaneta goni własną atmosferę. Co się stało z WASP-107b

Jedną z takich planet jest obiekt skatalogowany pod numerem WASP-107b. Planeta odkryta w 2017 r. krąży wokół gwiazdy oddalonej od nas o około 210 lat świetlnych. W najnowszym artykule naukowym, zespół badaczy opisał swoje obserwacje podczas próby przeanalizowania atmosfery tego gazowego olbrzyma.

Warto tutaj przypomnieć, że mówimy o planecie, która pod względem rozmiarów przypomina Jowisza - jej promień to 94 proc. promienia największej planety Układu Słonecznego. Co ciekawe jednak, masa planety to zaledwie 12 proc. masy Jowisza. Dane te wskazują, że mówimy o bardzo niskiej gęstości planety. Można nawet powiedzieć, że jest ona ekstremalnie rozdęta. Nie powinno to dziwić, jeżeli uwzględnimy fakt, iż planeta znajduje się siedem razy bliżej swojej gwiazdy macierzystej niż Merkury wobes Słońca. Siłą rzeczy, intensywne promieniowanie gwiazdy bardzo nagrzewa atmosferę planety prowadząc do jej rozdęcia.

Co jednak ciekawe, w toku obserwacji tranzytów planety na tle tarczy jej gwiazdy, astronomowie dostrzegli coś, czego się wcześniej nie spodziewali. Powszechnie przyjmuje się, że tak rozdęty gazowy olbrzym może pod wpływem promieniowania swojej gwiazdy stopniowo tracić swoją atmosferę, która jest luźno grawitacyjnie związana z samą planetą. Można by było zakładać, że oderwany warkocz gazu będzie ciągnął się za planetą po trajektorii jej lotu wokół gwiazdy. W tym przypadku jednak naukowcy zauważyli, że obłok helu z atmosfery planety znajduje się nie za, a przed planetą.

Według zespołu JWST, chmura helu sięga obszaru prawie pięciokrotnie większego niż średnica planety i wyprzedza samą planetę na orbicie. To pierwsze tak wyraźna detekcja ucieczki atmosfery z powierzchni tej planety.

Naukowcy wskazują, że planeta najpewniej powstała dalej od swojej gwiazdy, a następnie migrowała do wnętrza układu. Badacze przypominają o istnieniu obiektu WASP-107c, który „mógł odegrać rolę w tej migracji”. Dopiero w niewielkiej odległości od gwiazdy, atmosfera planety zaczęła uciekać z objęć jej grawitacji.

Widmo planety zarejestrowane przez instrumenty JWST pozwoliły na wykrycie w atmosferze wody, a także śladów tlenku węgla, dwutlenku węgla i amoniaku. Zaskakująco, nie wykryto metanu, który powinien tam być zgodnie z chemią równowagową. Zespół tłumaczy to „energicznym mieszaniem pionowym”, wynoszącym gazy ubogie w metan z głębszych warstw.

W atmosferze odnotowano również wyższy udział tlenu, niż oczekiwano dla świata uformowanego blisko gwiazdy. To wspiera scenariusz względnie niedawnej migracji planety do wnętrza układu planetarnego. Badacze dodają, że analizując tak skrajne przypadki, można lepiej zrozumieć mechanizmy ucieczki atmosfer także na planetach podobnych do Wenus.