Nuo savo atradimo 2005 m., Egzoplanetos HD 189733b buvo viena labiausiai stebimų papildomų saulės planetų dėl savo dydžio, kompaktiškos orbitos, artumo žemei ir viliojančios mėlyno dangaus atmosferos. Tačiau astronomai, naudojantys Hablo kosminį teleskopą ir „Swift“ teleskopą, patyrė dramatiškų pokyčių viršutinėje planetos atmosferoje po smurtaujančio tėvo pliūpsnio, kuris plakė planetą intensyvia rentgeno spinduliuote. Mokslininkai sako, kad galimybė stebėti veiksmą gąsdinančiai žvelgia į kintantį klimatą ir orą planetose, esančiose už mūsų Saulės sistemos ribų.
Nors HD 189733b yra mėlynas dangus kaip Žemė, jis yra vienas iš daugelio „karštųjų Jupiterių“, kuriuos egzoplanetų medžiotojams buvo lengviausia rasti: didžiulės dujų planetos, kurios skrieja labai arti jo žvaigždės. HD 189733 yra labai arti savo žvaigždės, vadinamos HD 189733A. Tai tik trečdalis atstumo, kurį Žemė yra nuo Saulės, plakdama aplink žvaigždę per 2,2 dienos. Be to, sistema nutolusi vos už 63 šviesmečių, taip arti, kad jos žvaigždę būtų galima pamatyti žiūronais šalia garsiojo Dumblo ūko.
Nors jos žvaigždė yra šiek tiek mažesnė ir vėsesnė už Saulę, planetos klimatas tampa ypač karštas - aukštesnėje kaip 1000 laipsnių Celsijaus, o viršutinė atmosfera sumušta energetinio ekstremaliojo ultravioletinio ir rentgeno spinduliavimo.
Nors nebuvo manoma, kad HD 189733b atmosfera išgaruos (kaip panašus egzoplanetas, vadinamas Osiris ar HD 209458b), astronomai žinojo, kad jame yra potencialas. Atmosferos dujos yra toli už planetos „paviršiaus“, leidžiančios praeiti žvaigždžių šviesai, o ankstesniais stebėjimais astronomai galėjo sužinoti apie tai, kokie cheminiai junginiai supa HD 189733b. Iš šios analizės mokslininkai padarė išvadą, kad vanduo ir metanas yra atmosferoje; ir vėliau „Spitzer“ kosminis teleskopas netgi nusako temperatūros pasiskirstymą visame pasaulyje. Papildomi tyrimai parodė, kad viršutinėje HD 189733b atmosferoje yra plonas dalelių sluoksnis, sukuriantis plonius atspindinčius debesis.
Astronomas Alainas Lecavelier des Etangsas iš Paryžiaus astrofizikos instituto Prancūzijoje vadovavo Hablo komandai, kad stebėtų šios planetos atmosferą dviem laikotarpiais - 2010 m. Pradžioje ir 2011 m. Pabaigoje, nes ji buvo įamžinta prieš savo pagrindinę žvaigždę. Nors planetos atmosfera šitaip apšviečiama, žvaigždės šviesoje savo cheminį parašą įspaudžia, leidžiant astronomams iššifruoti tai, kas vyksta masteliuose, kurie yra per maži, kad būtų galima tiesiogiai vaizduoti. Jie tikėjosi stebėti išgaruojančią atmosferą, tačiau 2010 m.
„Pirmasis stebėjimų rinkinys iš tikrųjų nuvylė“, - teigė Lecavelier, „nes jie iš viso neparodė planetos atmosferos. Mes tik supratome, kad turėjome galvoje ką nors įdomesnio, kai atsirado antrasis pastebėjimų rinkinys. “
2011 m. Atlikti tolesni komandos stebėjimai parodė dramatišką pokytį, turėdami aiškių požymių, kad iš planetos pūtė ne mažiau kaip 1000 tonų per sekundę greičiu ir 300 000 mylių per valandą greičiu, o tai suteikia planetai kometa panaši išvaizda.
„Mes dar tik nepatvirtinome, kad kai kurių planetų atmosfera išgaruoja“, - sakė Lecavelier, „mes stebėjome, kaip bėgant laikui fizinės sąlygos garuojančioje atmosferoje kinta. Niekas to nebuvo daręs anksčiau “.
Taigi, kodėl pasikeitė atmosferos būklė?
Nepaisant ekstremalios planetos temperatūros, atmosfera nėra pakankamai karšta, kad išgaruotų tokiu greičiu, koks buvo 2011 m. Manoma, kad garavimą skatina intensyvi rentgeno spinduliuotė ir ekstremalus ultravioletinis spinduliavimas, kurį sukelia pagrindinė žvaigždė, kuri yra maždaug 20 kartų galingesnė nei mūsų pačių Saulė. Taip pat atsižvelgiant į tai, kad HD 189733b yra milžiniška planeta, esanti labai arti savo žvaigždės, ji turi patirti rentgeno spindulių dozę, 3 milijonus kartų didesnę už Žemę.
Kadangi rentgeno spinduliai ir ypač ultravioletiniai spinduliai kaitina planetos atmosferą ir, tikėtina, skatina ją pabėgti, komanda taip pat stebėjo žvaigždę naudodama „Swift“ rentgeno teleskopą (XRT). 2011 m. Rugsėjo 7 d., Likus vos aštuonioms valandoms iki Hablo stebėjimo tranzitu, „Swift“ stebėjo žvaigždę, kai ji paleido galingą pliūpsnį. Rentgeno spinduliais jis pašviesėjo 3,6 karto - smaigalys, kurio aukščiausias išmetamųjų teršalų lygis jau buvo didesnis nei saulės spinduliai.
„Planetos artumas žvaigždei reiškia, kad ją smogė dešimtis tūkstančių kartų stipresnis rentgeno spindulys, nei Žemė patiria net X klasės saulės pliūpsnio metu, tai yra stipriausia kategorija“, - teigė bendraautorius Peteris Wheatley. fizikas Voriko universiteto Anglijoje.
Įvertinusi milžinišką planetos dydį, komanda pažymi, kad HD 189733b patyrė apie 3 milijonus kartų daugiau rentgeno spindulių, nei Žemė gauna iš saulės pliūpsnio ties X klasės slenksčiu.
„Rentgeno spinduliuotė yra nedidelė visos žvaigždės išvesties dalis, tačiau ji yra pakankamai energinga, kad padėtų išgarinti atmosferą“, - teigė bendraautorius Peteris Wheatley iš Varviko universiteto, JK. „Tai buvo ryškiausias iš kelių iki šiol stebėtų ryškiausių HD 189733A rentgeno spindulių pliūpsnis ir atrodo labai tikėtina, kad šio pliūpsnio poveikis planetai išgarino po kelių valandų pastebėtą Hablo“.
Komanda taip pat teigė, kad žvaigždės išėjimo pokyčiai gali reikšti, kad ji patiria sezoninį procesą, panašų į Saulės 11 metų saulės spindulių ciklą.
Komanda tikisi išsiaiškinti pokyčius, kuriuos stebėjo naudodamiesi būsimais stebėjimais, naudodama Hablo ir ESA kosminio teleskopo XMM-Newton rentgeno spindulius, tačiau sako, kad nekyla abejonių, jog planetą užklupo žvaigždžių pliūpsnis, ir neabejojama, kad pakilo planetos atmosfera.
Šis tyrimas rodo misijų bendradarbiavimo tyrimų pranašumus, nes Swift pamatė liepsną, o Hablas pamatė didžiulį dujų kiekį, išeinantį iš planetos atmosferos. Tai taip pat suteikia galimybę būsimiems tyrimams, stebėti ir žvaigždžių, ir kitų pasaulių atmosferos pokyčius.
Šis NASA Goddardo kosminių skrydžių centro vaizdo įrašas pateikia papildomos informacijos:
Švino vaizdo antraštė: Šis menininko piešinys iliustruoja HD 189733b atmosferos išgaravimą reaguojant į galingą žvaigždės išsiveržimą. NASA Hablo kosminis teleskopas aptiko išmetamąsias dujas, o NASA palydovas „Swift“ pagavo žvaigždės pliūpsnį. Kreditas: NASA Goddardo kosminių skrydžių centras.
Antra vaizdo antraštė: „Swift“ ultravioletinis / optinis teleskopas užfiksavo šį HD 189733b žvaigždės vaizdą 2011 m. Rugsėjo 14 d. Vaizdas yra 6 kampo minutės skersmens. Kreditas: NASA / „Swift“ / Stefanas Immleris
