Kopš atklāšanas 2005. gadā, eksoplaneta HD 189733b ir viena no visvairāk novērotajām papildu saules planētām, pateicoties tās izmēram, kompaktajai orbītai, Zemes tuvumam un vilinošajai debesu atmosfērai. Bet astronomi, kas izmanto Habla kosmisko teleskopu un Swift teleskopu, ir pieredzējuši dramatiskas izmaiņas planētas augšējā atmosfērā pēc vardarbīga tās vecāka uzliesmojuma, kas planētu peldēja intensīvā rentgena starojumā. Zinātnieki apgalvo, ka spēja novērot darbību dod vilinošu ieskatu mainīgajā klimatā un laikapstākļos uz planētām ārpus mūsu Saules sistēmas.
Kamēr HD 189733b ir zilas debesis kā Zeme, tas ir viens no daudzajiem “karstajiem Jupiteriem”, kurus eksoplanētu medniekiem ir visvieglāk atrast: milzīgas gāzes planētas, kas riņķo ļoti tuvu tās zvaigznei. HD 189733 atrodas ārkārtīgi tuvu tās zvaigznei, ko sauc par HD 189733A, tikai trīsdesmitā daļa no attāluma, kādā Zeme atrodas no Saules, 2,2 dienu laikā pātagojot ap zvaigzni. Turklāt sistēma atrodas tikai 63 gaismas gadu attālumā, tik tuvu, lai tās zvaigzni varētu redzēt ar binokļiem netālu no slavenā Hanteles miglāja.
Kaut arī tās zvaigzne ir nedaudz mazāka un vēsāka nekā Saule, planētas klimats to padara īpaši karstu - virs 1000 grādiem pēc Celsija, un atmosfēras augšējo daļu satricina enerģētiskais ekstrēmais ultravioletais un rentgena starojums.
Kaut arī HD 189733b atmosfēra netika uzskatīta par iztvaikojošu (piemēram, līdzīga eksoplaneta nosaukums Osiris vai HD 209458b), astronomi zināja, ka potenciāls pastāv. Atmosfēras gāzes sniedzas tālu pāri planētas “virsmai”, ļaujot zvaigžņu gaismai iziet cauri, un iepriekšējos novērojumos astronomi varēja uzzināt, kādi ķīmiskie savienojumi ieskauj HD 189733b. No šīs analīzes zinātnieki secināja, ka ūdens un metāns atrodas atmosfērā; un vēlāk Špicera kosmiskais teleskops pat kartēja temperatūras sadalījumu visā pasaulē. Papildu pētījumi norādīja, ka HD 189733b augšējā atmosfērā pastāv plāns daļiņu slānis, veidojot plānus atstarojošus mākoņus.
Astronoms Alains Lekaveljērs des Etangs no Parīzes Astrofizikas institūta Francijā vadīja komandu, izmantojot Hablu, lai novērotu šīs planētas atmosfēru divos periodos 2010. gada sākumā un 2011. gada beigās, jo tā bija siluets pret tās vecāku zvaigzni. Šādā veidā izgaismots planētas atmosfēra uz sava zvaigznītes nospiež savu ķīmisko parakstu, ļaujot astronomiem atšifrēt notiekošo svaros, kas ir pārāk niecīgi, lai tos tieši attēlotu. Viņi cerēja novērot atmosfēras iztvaikošanu, bet 2010. gadā bija vīlušies.
"Pirmais novērojumu komplekts patiesībā bija sarūgtināts," sacīja Lekaveljērs, "jo tie nemaz neliecināja par planētas atmosfēru. Mēs sapratām, ka esam izdomājuši kaut ko interesantāku, kad ienāca otrais novērojumu komplekts. ”
Komandas veiktie papildu novērojumi, kas veikti 2011. gadā, liecināja par dramatiskām izmaiņām, skaidri norādot, ka no planētas ar vismaz 300 tonnu sekundē ātrumu 300 000 jūdzes stundā tiek izpūstas gāzes plūsma, dodot planētai komētas līdzīgs izskats.
“Mēs nebijām tikai apstiprinājuši, ka dažu planētu atmosfēra iztvaiko,” sacīja Lekaveljērs, “mēs bijām vērojuši, kā laika gaitā mainās iztvaikojošās atmosfēras fiziskie apstākļi. Iepriekš neviens to nebija darījis. ”
Kāpēc tad mainījās atmosfēras apstākļi?
Neskatoties uz planētas ārkārtējo temperatūru, atmosfēra nav pietiekami karsta, lai iztvaikotu ar ātrumu, kāds redzams 2011. gadā. Tā vietā tiek uzskatīts, ka iztvaikošanu veicina intensīvs rentgenstūris un ekstrēmi ultravioletais starojums no vecāku zvaigznes, kas ir aptuveni 20 reizes jaudīgāka nekā mūsu pašu Saule. Ņemot vērā arī to, ka HD 189733b ir milzu planēta, kas atrodas ļoti tuvu tās zvaigznei, tad tai jācieš rentgena deva, kas ir 3 miljonus reižu augstāka nekā Zeme.
Tā kā rentgenstari un ārkārtīgi ultravioletā starlight gaisma silda planētas atmosfēru un, iespējams, veicina tās aizbēgšanu, komanda arī novēroja zvaigzni ar Swift rentgena teleskopu (XRT). 2011. gada 7. septembrī, tikai astoņas stundas pirms Habla plānošanas novērot tranzītu, Svifts novēroja zvaigzni, kad tā atklāja jaudīgu signālugunis. Rentgena staros tas kļuva gaišāks 3,6 reizes - smaile, kas radās virs emisijas līmeņa, kas jau bija lielāks nekā saule.
"Planētas tiešais tuvums zvaigznei nozīmē, ka to skāra desmitiem tūkstošu reižu spēcīgāks rentgenstaru trieciens, nekā Zeme cieš pat X klases saules uzliesmojuma laikā, kas ir spēcīgākā kategorija," sacīja līdzautors Pīters Vatlijs. fiziķis Vorikas universitātē Anglijā.
Pēc planētas milzīgā lieluma aprēķināšanas komanda atzīmē, ka HD 189733b ir sastapis apmēram 3 miljonus reižu vairāk rentgena staru, nekā Zeme saņem no saules uzliesmojuma uz X klases sliekšņa.
“Rentgena starojums ir maza zvaigznītes kopējā izstarojuma daļa, taču tā ir pietiekami enerģiska, lai vadītu atmosfēras iztvaikošanu,” sacīja līdzautors Pīters Vatlijs no Varvikas universitātes Lielbritānijā. "Šis bija spilgtākais rentgenstaru uzliesmojums no HD 189733A no vairākiem līdz šim novērotajiem, un šķiet ļoti iespējams, ka šī uzliesmojuma ietekme uz planētu izraisīja iztvaikošanu, kas dažas stundas vēlāk tika novērota ar Habla palīdzību."
Komanda arī sacīja, ka izmaiņas zvaigznes iznākumā var nozīmēt, ka tas iziet sezonālu procesu, kas ir līdzīgs Saules 11 gadu ilgam saules staru ciklam.
Komanda cer noskaidrot izmaiņas, kuras viņi pieredzēja, izmantojot turpmākos novērojumus ar Habla un ESA XMM-Newton rentgena kosmisko teleskopu, taču saka, ka nav šaubu par to, ka planētu skāra zvaigžņu signālu uzliesmojums, un nav šaubu par to, ka planētas atmosfēra pieauga.
Šis pētījums parāda ieguvumus, ko sniedz sadarbība starp misijām, jo Svifts redzēja uzliesmojumu un Habls redzēja milzīgo gāzes daudzumu, kas izvadīts no planētas atmosfēras. Tas dod arī potenciālu turpmākiem pētījumiem, lai novērotu izmaiņas gan zvaigžņu, gan citu pasauļu atmosfērās.
Šis video no NASA Goddard kosmosa lidojumu centra sniedz papildinformāciju:
Galvenā attēla paraksts: Šī mākslinieka izcēlums ilustrē HD 189733b atmosfēras iztvaikošanu, reaģējot uz spēcīgu tās saimnieka zvaigznes izvirdumu. NASA Habla kosmiskais teleskops uztvēra izplūstošās gāzes, un NASA satelīts Swift uztvēra zvaigžņu signālu. Kredīts: NASA Goddard kosmisko lidojumu centrs.
Otrais attēla paraksts: Swift ultravioletais / optiskais teleskops šo HD 189733b zvaigznes skatu iemūžināja 2011. gada 14. septembrī. Attēla šķērsgriezums ir 6 loka minūtes. Kredīts: NASA / Swift / Stefans Immlers
