Een exoplaneet verdampt maar probeert hem te verbergen – Ars Technica

Sommige planeten kunnen hun atmosfeer niet vasthouden. Er wordt aangenomen dat het grootste deel van de atmosfeer van Mars miljarden jaren geleden door de zonnewind is vernietigd, zelfs toen de aarde en Venus eraan vasthielden. Maar er zijn planeten die zo dicht bij hun ster draaien dat verlies van atmosfeer onvermijdelijk is. Met minstens één van hen hebben we geleerd dat het ook onvoorspelbaar kan zijn.

exoplaneet Au Mic b Is deze planeet. Het draait om de jonge, hete, temperamentvolle rode dwergster Au Microscopii (Au Mic), die slechts 23 miljoen jaar oud is – niets vergeleken met onze eigen zon, die 4 miljard jaar oud is. NASA’s Hubble-ruimtetelescoop legde deze verschroeide wereld vast en verloor een deel van zijn atmosfeer.

Toen een team van wetenschappers van NASA’s Goddard Space Flight Center, Dartmouth College, University of California, Santa Cruz en andere instellingen Hubble-waarnemingen analyseerde, waren ze verbijsterd door het grillige gedrag van de planeet. Er zou bewijs zijn van atmosferisch verlies in sommige gegevens, en dan plotseling helemaal geen. Het was onvoorspelbaar.

Wat zorgt ervoor dat de atmosfeer van deze planeet een tijdje verdampt – en dan blijkbaar een tijdje aan dat lot ontsnapt? Nadere analyse wees uit dat het onwaarschijnlijk is dat Au Mic B aan de toorn van zijn ster is ontsnapt. Het team realiseerde zich dat er gevallen waren waarin de meedogenloze vernietiging van de atmosfeer niet zichtbaar was, en er zijn mogelijke verklaringen voor waarom.

neem de hitte

Hete jonge sterren ervaren vaak een fenomeen dat bekend staat als magnetische herverbinding, waarbij magnetische veldlijnen breken en vervolgens weer verbinding maken, waardoor klonten heet plasma de ruimte in worden geschoten. Terwijl de zon driftbuien heeft, zijn fakkels en uitstoten van coronale massa door magnetische herverbinding sterker in jongere, hetere sterren zoals Au Mic. Wat Au Mic b bijzonder kwetsbaar maakt voor het ervaren van plasma-uitbarstingen, is dat het onaangenaam dicht bij zijn ster draait, op 9,7 miljoen kilometer (ongeveer 6 miljoen mijl). Mercurius, de planeet die het dichtst bij de zon staat in ons zonnestelsel, draait in een baan tien keer verder weg en heeft nog steeds nauwelijks een atmosfeerachtige vorm.

Au Mic b laat Mercury bijna gastvrij overkomen. Het is ongeveer zo groot als de planeet Neptunus en leeft snel, draait in slechts acht dagen rond zijn ster terwijl het constant wordt bestraald door stellaire winden en ultraviolet licht. Planeten die in de eerste 100 miljoen jaar van het leven van hun ster zijn geboren, zullen waarschijnlijk het meeste materiaal uit hun atmosfeer verliezen (afhankelijk van wanneer ze zijn ontstaan ​​en hoe ver ze weg zijn), en deze planeet is daarop geen uitzondering. De vlammen verhitten de waterstofatmosfeer zo erg dat het gas niet langer wordt vastgehouden door de zwaartekracht van de planeet en vrijkomt in de ruimte.

nu zie je mij …

Hubble observeerde Au Mic b tijdens zijn twee passages, toen hij voor zijn ster passeerde en ervoor zorgde dat het sterlicht zich terugtrok. Deze waarnemingen zijn gedaan bij een golflengte waarmee we de waterstof die de planeet verlaat kunnen zien. Vreemd genoeg was het verlies van waterstof slechts een deel van de tijd zichtbaar.

Hoewel planetaire absorptie niet definitief kan worden bepaald in [transit] 1, [transit] 2 geeft aan dat planetaire neutrale waterstof ontsnapt vóór AU Mic b en wordt versneld weg van de gastster, “zeiden ze in Stady Dat is onlangs gepubliceerd in het Astronomical Journal.

De atmosferische gasfluxen worden waarschijnlijk gevormd door sterwinden van Au Mic, waardoor niet alle uitgestoten gassen achter Au Mic b kunnen infiltreren. Deze winden zijn zo sterk dat ze eigenlijk een deel van dat gas voor de planeet duwen. Deze winden hebben de staart mogelijk zo gevormd dat deze vanuit het gezichtspunt van Hubble niet zichtbaar is.

Een andere reden waarom niet alle Au Mic b-uitstromen kunnen worden waargenomen, is fotoakoestische beeldvorming. Au Mic was net uren voor de eerste transit ontploft in een enorme stellaire uitbarsting. Deze gloed was zo energiek dat het gasmoleculen kon verhitten en ioniseren tot het punt waarop ze onzichtbaar werden wanneer ze werden bekeken vanaf de golflengten waarin Hubble ze observeerde. Aangenomen wordt dat de neerslag van de fakkel tijdens de eerste transit doorging, dus de ionisatie ging waarschijnlijk door terwijl Hubble toekeek.

Er is nog veel onbekend over planeten als Au Mic b. Zullen Neptunus, Jupiter en hete Saturnus, die zijn atmosfeer verslonden, veranderen in superaardse planeten wanneer hun kernen worden blootgelegd? Voorlopig zal Hubble dezelfde vreemde planeet observeren.

The Astronomical Journal, 2023. DOI: 10.3847/1538-3881/ace536