В понедельник, 1 декабря, журнал Nature Astronomy опубликовал результаты новейшего исследования, проведенного с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST). Объектом пристального внимания астрономов стала экзопланета WASP-107b, расположенная на расстоянии 210 световых лет от Земли. Хотя этот объект был открыт еще в 2017 году, новые данные позволили впервые зафиксировать уникальные процессы динамики газов в его атмосфере, подтвердив и дополнив предыдущие наблюдения телескопа Хаббл.
Планета WASP-107b представляет собой аномалию, классифицируемую учеными как «супер-пуф» (super-puff) из-за необычного соотношения размеров и массы. Диаметр экзопланеты составляет 94% от диаметра Юпитера, однако ее масса не превышает 12% от массы газового гиганта Солнечной системы, что свидетельствует об экстремально низкой плотности. Планета вращается вокруг звезды WASP-107, находясь к ней в семь раз ближе, чем Меркурий к Солнцу, что подвергает ее воздействию колоссальных температур.
Ключевым открытием миссии JWST стало обнаружение гигантского шлейфа гелия, улетучивающегося в открытый космос. Масштабы этого явления поражают: облако уходящего газа охватывает область, почти в пять раз превышающую диаметр самой планеты. Интенсивное тепло звезды провоцирует испарение атмосферы, при этом газ движется с огромной скоростью. Приборы телескопа зафиксировали гелиевое облако за 1,5 часа до того, как сама планета WASP-107b прошла перед диском своей звезды, что указывает на то, что газовая оболочка значительно опережает небесное тело на его орбитальном пути.
Спектральный анализ, проведенный инструментами Джеймса Уэбба, позволил детально восстановить химический состав атмосферы. Помимо огромного шлейфа гелия, были идентифицированы угарный газ, углекислый газ, аммиак и вода, наличие которой ранее фиксировал телескоп Хаббл. Особое внимание исследователей привлекло обнаружение кислорода в количествах, превышающих прогнозы для планет, расположенных столь близко к своим звездам. Это открытие стало важным маркером для понимания истории формирования небесного тела.
Примечательной особенностью химического портрета WASP-107b стало полное отсутствие метана, хотя теоретические модели предсказывали его наличие. Исследователи объясняют этот феномен «энергичным вертикальным перемешиванием», вызванным экстремальным нагревом. Этот процесс поднимает бедные метаном газы из глубоких слоев недр планеты на поверхность, изменяя ожидаемый состав верхних слоев атмосферы.
Высокое содержание кислорода послужило доказательством теории миграции планеты. Газовые гиганты обычно формируются на значительном удалении от своих звезд, подобно Юпитеру и Сатурну. Ученые полагают, что WASP-107b изначально возникла далеко от звезды, но со временем мигрировала ближе к центру системы. Вероятным катализатором этого процесса стало гравитационное взаимодействие с другой планетой системы — WASP-107c, которая вращается по гораздо более отдаленной орбите. Теперь, находясь в новой позиции, планета подвергается разрушительному воздействию тепла, которое буквально «потрошит» ее атмосферу.
Ведущим автором исследования выступил Вигнехваран Кришнамурти, постдокторант Космического института Троттье при Университете Макгилла в Монреале. Соавтор работы Кэролайн Пиоле-Горайеб, исследователь экзопланет из Чикагского университета, защитившая докторскую диссертацию в Монреальском университете в 2024 году, подчеркнула важность полученных данных для понимания эволюции планетных систем. Команда из Женевского университета также выпустила заявление, отметив значимость открытий в области атмосферной утечки.
Полученные данные имеют фундаментальное значение для сравнительной планетологии. Они помогают объяснить различия между архитектурой Солнечной системы, где каменистые планеты находятся близко к звезде, а газовые гиганты — далеко, и системами типа WASP-107. Кроме того, изучение механизма потери гелия и других газов дает ключ к пониманию процессов эволюции атмосфер на других мирах, включая Венеру, которая, как известно, потеряла свои запасы воды на протяжении эонов.
Изображение носит иллюстративный характер
Планета WASP-107b представляет собой аномалию, классифицируемую учеными как «супер-пуф» (super-puff) из-за необычного соотношения размеров и массы. Диаметр экзопланеты составляет 94% от диаметра Юпитера, однако ее масса не превышает 12% от массы газового гиганта Солнечной системы, что свидетельствует об экстремально низкой плотности. Планета вращается вокруг звезды WASP-107, находясь к ней в семь раз ближе, чем Меркурий к Солнцу, что подвергает ее воздействию колоссальных температур.
Ключевым открытием миссии JWST стало обнаружение гигантского шлейфа гелия, улетучивающегося в открытый космос. Масштабы этого явления поражают: облако уходящего газа охватывает область, почти в пять раз превышающую диаметр самой планеты. Интенсивное тепло звезды провоцирует испарение атмосферы, при этом газ движется с огромной скоростью. Приборы телескопа зафиксировали гелиевое облако за 1,5 часа до того, как сама планета WASP-107b прошла перед диском своей звезды, что указывает на то, что газовая оболочка значительно опережает небесное тело на его орбитальном пути.
Спектральный анализ, проведенный инструментами Джеймса Уэбба, позволил детально восстановить химический состав атмосферы. Помимо огромного шлейфа гелия, были идентифицированы угарный газ, углекислый газ, аммиак и вода, наличие которой ранее фиксировал телескоп Хаббл. Особое внимание исследователей привлекло обнаружение кислорода в количествах, превышающих прогнозы для планет, расположенных столь близко к своим звездам. Это открытие стало важным маркером для понимания истории формирования небесного тела.
Примечательной особенностью химического портрета WASP-107b стало полное отсутствие метана, хотя теоретические модели предсказывали его наличие. Исследователи объясняют этот феномен «энергичным вертикальным перемешиванием», вызванным экстремальным нагревом. Этот процесс поднимает бедные метаном газы из глубоких слоев недр планеты на поверхность, изменяя ожидаемый состав верхних слоев атмосферы.
Высокое содержание кислорода послужило доказательством теории миграции планеты. Газовые гиганты обычно формируются на значительном удалении от своих звезд, подобно Юпитеру и Сатурну. Ученые полагают, что WASP-107b изначально возникла далеко от звезды, но со временем мигрировала ближе к центру системы. Вероятным катализатором этого процесса стало гравитационное взаимодействие с другой планетой системы — WASP-107c, которая вращается по гораздо более отдаленной орбите. Теперь, находясь в новой позиции, планета подвергается разрушительному воздействию тепла, которое буквально «потрошит» ее атмосферу.
Ведущим автором исследования выступил Вигнехваран Кришнамурти, постдокторант Космического института Троттье при Университете Макгилла в Монреале. Соавтор работы Кэролайн Пиоле-Горайеб, исследователь экзопланет из Чикагского университета, защитившая докторскую диссертацию в Монреальском университете в 2024 году, подчеркнула важность полученных данных для понимания эволюции планетных систем. Команда из Женевского университета также выпустила заявление, отметив значимость открытий в области атмосферной утечки.
Полученные данные имеют фундаментальное значение для сравнительной планетологии. Они помогают объяснить различия между архитектурой Солнечной системы, где каменистые планеты находятся близко к звезде, а газовые гиганты — далеко, и системами типа WASP-107. Кроме того, изучение механизма потери гелия и других газов дает ключ к пониманию процессов эволюции атмосфер на других мирах, включая Венеру, которая, как известно, потеряла свои запасы воды на протяжении эонов.
