צוות בינלאומי גילה ענני הליום עצומים הנודדים הרחק מכוכב הלכת החוץ־שמשי WASP-107b.
שיתוף פעולה בינלאומי, הכולל אסטרונומים מאוניברסיטת ז׳נבה ומהמרכז השווייצרי הלאומי למצוינות מחקריתPlanetS , זיהה זרמי הליום עצומים הבורחים מכוכב הלכת החוץ־שמשי WASP-107b.
התצפיות נאספו באמצעות טלסקופ החלל ג׳יימס ווב ולאחר מכן נותחו בעזרת כלי מידול שפותחו באוניברסיטת ז׳נבה. הממצאים, שפורסמו בכתב העתNature Astronomy , מספקים תובנות חשובות על בריחת אטמוספירה ועל האופן שבו היא משפיעה על ההתפתחות ארוכת־הטווח של כוכבי לכת חוץ־שמשיים ועל חלק מן המאפיינים הבולטים שלהם.
אטמוספרות פלנטריות יכולות לעיתים לדלוף לחלל. גם כדור הארץ חווה תופעה כזו, ומאבד מעט יותר משלושה קילוגרם חומר בכל שנייה – בעיקר מימן – אובדן שאינו הפיך. התהליך, המכונה בריחת אטמוספירה, משמעותי במיוחד בעולמות הסובבים קרוב מאוד לכוכב שלהם, שם החימום העז מגביר מאוד את האפקט. הבנת התהליך הזה חיונית, משום שהוא יכול לעצב את הדרך שבה כוכבי לכת משתנים לאורך זמן.
באמצעות טלסקופ החלל ג׳יימס ווב הצליחו חוקרים מהמצפה של אוניברסיטת ז׳נבה, יחד עם עמיתיהם מאוניברסיטאות מקגיל, שיקגו ומונטריאול, לזהות זרמים נרחבים של גז הליום הבורחים מ־WASP-107b, כוכב לכת החג סביב כוכב במרחק יותר מ־210 שנות אור ממערכת השמש שלנו. זהו האיתור הראשון של הליום על כוכב לכת חוץ־שמשי באמצעות טלסקופ החלל ג׳יימס ווב, והוא מאפשר לחקור את תהליך בריחת האטמוספירה בפירוט יוצא דופן.
טלסקופ החלל ג׳יימס ווב הוא המצפה המתקדם ביותר של נאס"א, שנועד לחקור את היקום באור אינפרא־אדום ולחשוף את הגלקסיות, הכוכבים ומערכות כוכבי הלכת הקדומים ביותר. קרדיט: Northrop Grumman
WASP-107b, שהתגלה בשנת 2017, סובב את כוכב האם שלו במרחק השווה לכשביעית בלבד מהמרחק שבין כוכב חמה לשמש. כוכב הלכת גדול בקירוב כמו צדק, אך מסתו היא רק עשירית ממסת צדק, ולכן צפיפותו נמוכה באופן חריג. הדבר מציב אותו בקבוצת כוכבי הלכת ה"סופר־נפוחים" (super-puff) – כוכבי לכת חוץ־שמשיים הידועים באטמוספרות הקלות והנפוחות במיוחד שלהם.
זרם ההליום העצום התגלה בשכבה החיצונית של האטמוספירה, המכונה אקסוספירה. ענן זה חוסם חלק מאור הכוכב עוד לפני שכוכב הלכת עצמו חולף לפניו. "מודלי בריחת האטמוספירה שלנו מאשרים את נוכחותם של זרמי הליום, הן לפני כוכב הלכת והן אחריו, המשתרעים לאורך כיוון התנועה במסלול ומגיעים כמעט לעשרה רדיוסים פלנטריים", מסביר יאן קרטֶרה(Yann Carteret) , דוקטורנט במחלקה לאסטרונומיה בפקולטה למדעים של אוניברסיטת ז׳נבה ומחבר שותף של המחקר.
מעבר להליום, האסטרונומים הצליחו לאשר גם את נוכחותם של מים ושל עקבות תערובות כימיות נוספות – ובהן פחמן חד־חמצני, פחמן דו־חמצני ואמוניה – באטמוספירה של כוכב הלכת. במקביל הם ציינו את היעדרו של מתאן, שאותו טלסקופ החלל ג׳יימס ווב מסוגל לזהות. אלה רמזים חשובים המשמשים לשחזור תולדות ההיווצרות והנדידה של WASP-107b . כוכב הלכת נוצר ככל הנראה הרחק ממסלולו הנוכחי, ולאחר מכן נדד קרוב יותר לכוכבו. תהליך זה יכול להסביר את האטמוספירה הנפוחה שלו ואת אובדן הגז.
המחקר על WASP-107b מהווה נקודת ייחוס מרכזית להבנת (נקודה חשובה להבנת או נקודת מפנה בהבנת) ההתפתחות והדינמיקה של עולמות רחוקים כאלה. "תצפיות ומידול של בריחת אטמוספירה הם תחום מחקר מרכזי במחלקה לאסטרונומיה של אוניברסיטת ז׳נבה, משום שסבורים שהם אחראים לחלק מן המאפיינים שאנו רואים באוכלוסיית כוכבי הלכת החוץ־שמשיים", מסביר ד"ר וינסנט בורייה (Vincent Bourrier) , מרצה בכיר וחוקר במחלקה לאסטרונומיה בפקולטה למדעים באוניברסיטת ז׳נבה ומחבר שותף של המחקר.
"בכדור הארץ, בריחת אטמוספירה חלשה מדי מכדי לשנות את כוכב הלכת שלנו באופן דרמטי. אבל היא כנראה אחראית להיעדר מים על שכנתנו הקרובה נוגה. לכן חיוני להבין לעומק את המנגנונים הפועלים בתופעה זו, שעלולה לשחוק את האטמוספירה של כוכבי לכת סלעיים מסוימים מחוץ למערכת השמש", הוא מסכם.
עוד בנושא באתר הידען:
