Атмосфера планеты сбита звездой, и Хаббл запечатлел ее

На иллюстрации этого художника изображена тень планеты, проходящая перед красным карликом AU Microscopii. Голубые облака изображают атмосферу планеты, которая испаряется, когда звезда обрушивает на планету радиацию.

Космический телескоп «Хаббл» зафиксировал неожиданное наблюдение за соседней планетой, атмосфера которой была снесена энергетическими выбросами звезды. Это резкое изменение по сравнению с прошлым разом, когда Хаббл проверял планетарную систему и не видел ничего неправильного.

Красный карлик, называемый AU Microscopii или AU Mic, расположен за пределами нашей Солнечной системы в 32 световых годах от Земли, что относительно близко (с точки зрения астрономии). Это дом для одной из самых молодых планетных систем, когда-либо наблюдаемых, а возраст звезды составляет менее 100 миллионов лет, что составляет лишь малую часть возраста нашего Солнца, возраст которого составляет 4,6 миллиарда лет.

Система была обнаружена ныне вышедшим на пенсию космическим телескопом Спитцер НАСА и спутником для исследования транзитных экзопланет во время наблюдений в 2020 году, поскольку небольшое падение яркости звезды выявило наличие газообразного мира, вращающегося вокруг нее.

Когда космический телескоп Хаббл наблюдал один оборот экзопланеты, который занимает 8,46 дня, все казалось нормальным. Затем через полтора года телескоп снова посетил систему, чтобы еще раз взглянуть на нее. Астрономы были удивлены, увидев, что AU Mic b, ближайшая к звезде планета, несет на себе основную тяжесть излучения звезды, которое испаряет водородную атмосферу планеты. В системе есть по крайней мере две известные экзопланеты, и еще могут ожидать открытия.

Полученные данные являются частью исследования, которое было принято для публикации в будущем выпуске The Astronomical Journal.

«Мы никогда не видели, чтобы за такой короткий период, когда планета проходит перед своей звездой, выход из атмосферы переходил от совершенно незаметного к очень заметному», — сказал автор исследования Кейли Рокклифф, докторант по физике и астрономии в Дартмутском колледже в Ганновере. , штат Нью-Гэмпшир, говорится в сообщении. «Мы действительно ожидали чего-то очень предсказуемого, повторяемого. Но получилось странно. Когда я впервые увидел это, я подумал: «Этого не может быть».

Странное наблюдение

Красные карлики являются наиболее распространенным типом звезд Млечного Пути, и было обнаружено, что у многих из них есть планеты. Эти звезды меньше и холоднее нашего Солнца, но известно, что они испускают сильные звездные вспышки гораздо дольше, чем солнцеподобные звезды.

Эти разрушительные волны радиации ударяют по AU Mic b, который находится всего в 6 миллионах миль от звезды — десятая часть расстояния между нашим Солнцем и ближайшей к нему планетой Меркурием.

По мере того, как планета подвергается воздействию радиации, ее атмосфера нагревается до такой степени, что преодолевает гравитацию планеты и выбрасывается в космос.

«Это откровенно странное наблюдение — своего рода стресс-тест для моделирования и физики эволюции планет», — сказал Роклифф. «Это наблюдение такое классное, потому что мы собираемся исследовать это взаимодействие между звездой и планетой, которое действительно находится в самом экстремальном состоянии».

Звездные вспышки возникают из-за запутывания магнитного поля звезды, возникающего из-за движений звездной атмосферы. Если магнитные поля становятся слишком запутанными, они разрываются и снова соединяются. Разрывы испускают вспышки от 100 до 1000 раз более мощные, чем вспышки нашего Солнца.

Планета поражается вспышками, рентгеновским излучением и звездным ветром или потоком заряженных частиц, испускаемых звездой.

«Это создает действительно неограниченную и, откровенно говоря, пугающую среду звездного ветра, которая влияет на атмосферу планеты», — сказал Рокклифф.

Шанс для обитаемых планет

Учитывая, сколько известных красных карликов содержит планеты, астрономы пытаются определить, есть ли у планет, близко вращающихся вокруг них, шанс сохранить свою атмосферу перед лицом такого излучения — и могут ли они быть пригодными для жизни.

«Мы хотим выяснить, какие планеты могут выжить в этих условиях. Как они, наконец, будут выглядеть, когда звезда успокоится? И будут ли в конце концов какие-то шансы на обитаемость, или они окажутся просто выжженными планетами?» — сказал Рокклифф. «Они в конечном итоге теряют большую часть своей атмосферы, а их уцелевшие ядра становятся суперземлями? Мы действительно не знаем, как выглядят эти окончательные композиции, потому что в нашей Солнечной системе нет ничего подобного».

Астрономы пытаются определить, связаны ли различия в атмосферных потерях планеты между наблюдениями Хаббла с изменчивостью звезды или звездный ветер заставляет испаряющуюся атмосферу быть видимой в определенные моменты времени и скрытой от глаз в другие.

Яркость звезды препятствует прямым наблюдениям планеты Хабблом, но телескоп может измерять изменения светимости звезды, когда водород покидает планету и заставляет свет звезды тускнеть.

Астрономы проведут дополнительные наблюдения за системой с помощью Хаббла, чтобы отследить, как планета изменится в будущем.