Astronomowie odkryli, że egzoplaneta WASP-69 b ma ogon przypominający kometę, który rozciąga się na ponad 550 000 mil pod wpływem wiatru gwiazdowego pochodzącego od gwiazdy macierzystej.
Zjawisko to występuje, gdy planeta powoli traci swoją atmosferę z biegiem czasu, a wiatr gwiazdowy przekształca ją w charakterystyczny ogon, który może zmieniać się wraz ze zmianami wiatru gwiazdowego.
Odkrycie unikalnego ogona WASP-69 b
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles odkryli, że egzoplaneta WASP-69 b ma „ogon” — długi strumień gazu ciągnący się za nią podczas przemieszczania się w przestrzeni.
Ta niezwykła cecha występuje, ponieważ WASP-69 b stopniowo traci swoją atmosferę. Lekkie gazy, takie jak wodór i hel, z czasem uciekają z zewnętrznej atmosfery planety. Jednakże gazy te nie rozprzestrzeniają się równomiernie we wszystkich kierunkach. Zamiast tego potężne wiatry gwiazdowe pochodzące od gwiazdy macierzystej planety wypychają uciekający gaz w formację przypominającą ogon.
Dynamika gorących jowiszów
WASP-69 b jest klasyfikowany jako „gorący”. Jupiter” – rodzaj gazowego olbrzyma krążącego bardzo blisko swojej gwiazdy, przez co jego zewnętrzna atmosfera jest bardzo gorąca. Promieniowanie gwiazdy podgrzewa atmosferę planety, powodując proces zwany fotoparowaniem. Proces ten pobudza lekkie gazy, takie jak wodór i hel, umożliwiając im ucieczkę w przestrzeń kosmiczną. Z biegiem czasu gwiazda skutecznie usuwa gaz z zewnętrznych warstw planety.
Coś, co nazywa się wiatrem gwiazdowym, odgrywa kluczową rolę w kształtowaniu uciekającego gazu. W miarę oddalania się gazu wiatr gwiazdowy rozciąga go w długi ogon przypominający kometę, dzięki czemu WASP-69 ba jest naprawdę niezwykłym widokiem w kosmosie.
Rola wiatru gwiazdowego w tworzeniu ogona
Wiatr gwiazdowy to ciągły strumień naładowanych cząstek, które wypływają w przestrzeń kosmiczną z zewnętrznej atmosfery gwiazdy, czyli korony. Na Ziemi wiatr gwiazdowy Słońca oddziałuje z polem magnetycznym naszej planety, które może tworzyć piękne zorze polarne, takie jak zorza polarna.
Na WASP-69 b wiatr gwiazdowy pochodzący od gwiazdy macierzystej faktycznie kształtuje gaz wydobywający się z zewnętrznej atmosfery planety. Zatem zamiast gazu równomiernie ulatniającego się wokół planety, „silne wiatry gwiazdowe mogą wyrzeźbić ten wypływ w postaci ogonów ciągnących się za planetą” – powiedziała główna autorka Dakotah Tyler, astrofizyk z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles, porównując ten gazowy ogon do ogona komety.
Ponieważ jednak ogon ten jest tworzony przez wiatr gwiazdowy, oznacza to, że może ulec zmianie.
„Gdyby wiatr gwiazdowy osłabł, można sobie wyobrazić, że planeta nadal traci część swojej atmosfery, ale nie przekształca się w ogon” – powiedział Tyler, dodając, że bez wiatru gwiazdowego gaz wydobywający się ze wszystkich stron planety byłby kulisty i symetryczny. „Ale jeśli podkręcisz wiatr gwiazdowy, atmosfera ta zostanie wyrzeźbiona w ogon”.
Tyler porównał ten proces do wiatrówki wiejącej na wietrze, przy czym skarpetka nabiera bardziej uporządkowanego kształtu, gdy wiatr wzmaga się i wypełnia powietrzem.
Obserwowalne zmiany w ogonach egzoplanetarnych
Ogon, który Tyler i jego zespół badawczy zaobserwowali na WASP-69 b, rozciągał się na ponad 7,5 razy większy od promienia planety, czyli ponad 550 000 mil. Ale możliwe, że ogon jest jeszcze dłuższy. Zespół musiał zakończyć obserwacje za pomocą teleskopu, zanim sygnał ogona zaniknie, więc ten pomiar stanowi dolną granicę rzeczywistej długości ogona w tamtym momencie.
Należy jednak pamiętać, że ponieważ wiatr gwiazdowy wpływa na ogon, zmiany wiatru gwiazdowego mogą z czasem zmienić rozmiar i kształt ogona. Dodatkowo zmiany wiatru gwiazdowego wpływają na rozmiar i kształt ogona, ale ponieważ ogon jest widoczny, gdy jest oświetlony światłem gwiazd, zmiany w aktywności gwiazd mogą również wpływać na obserwacje ogona.
Implikacje dla badań egzoplanet i gwiazd
Ogony egzoplanet są nadal nieco tajemnicze, zwłaszcza że podlegają zmianom. Badanie ogonów egzoplanet może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć, w jaki sposób powstają te ogony, a także stale zmieniające się relacje między atmosferami gwiazd i planet. Dodatkowo, ponieważ te ogony egzoplanetarne są kształtowane przez aktywność gwiazd, mogą służyć jako wskaźniki zachowania gwiazd w czasie. Może to być pomocne dla naukowców, którzy chcą dowiedzieć się więcej o wiatrach gwiazdowych gwiazd innych niż gwiazda, o której wiemy najwięcej, czyli nasze własne Słońce.
Długoterminowe straty atmosferyczne
WASP-69 b traci dużo gazu — około 200 000 ton na sekundę. Jednak traci tę gazową atmosferę bardzo powoli – w rzeczywistości tak powoli, że nie ma niebezpieczeństwa całkowitego ogołocenia lub zniknięcia planety. Ogólnie rzecz biorąc, co miliard lat planeta traci ilość materiału równą masie planety Ziemia.
Układ Słoneczny, który zamieszkuje WASP-69 b, ma około 7 miliardów lat, więc nawet jeśli tempo utraty atmosfery będzie się zmieniać w czasie, można oszacować, że planeta ta straciła w tym czasie równowartość siedmiu Ziemi (w masie) gazu okres.
Zespół naukowców pod kierownictwem Dakotah Tyler z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles opublikował w styczniu 2024 r. w czasopiśmie artykuł na temat swojego odkrycia: The Dziennik astrofizyczny.
Więcej informacji na temat tego odkrycia można znaleźć w artykule Ta egzoplaneta ukrywa wielką tajemnicę: ogon o długości 350 000 mil.
Odniesienie: „Uciekająca koperta WASP-69b jest ograniczona do ogona rozciągającego się na co najmniej 7 RP” Dakotah Tyler, Erik A. Petigura, Antonija Oklopčić i Trevor J. David, 9 stycznia 2024 r., Dziennik astrofizyczny.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad11d0
Obserwacje opisane w tej pracy zostały wykonane przez Keck/NIRSPEC (NIRSPEC to spektrograf zaprojektowany dla Keck II).
