Některé planety si nedokážou udržet atmosféru. Předpokládá se, že většina atmosféry, kterou mohl Mars mít, byla zničena slunečním větrem před miliardami let, i když si Země a Venuše udržely své. Existují však planety, které obíhají tak blízko své hvězdy, že ztráta atmosféry je nevyhnutelná. Alespoň u jednoho z nich se dozvídáme, že je také nepředvídatelný.
Exoplaneta Au Mic b je takovou planetou. Obíhá kolem mladého, horkého a náladového červeného trpaslíka Au Microscopii (Au Mic), který je starý pouhých 23 milionů let – nic ve srovnání s naším 4 miliardy let starým sluncem. Hubbleův vesmírný teleskop NASA zachytil tento zdevastovaný svět, který ztratil část své atmosféry.
Když tým vědců z Goddard Space Flight Center NASA, Dartmouth College, University of California v Santa Cruz a dalších institucí analyzoval pozorování HST, byli zmateni nevyzpytatelným chováním planety. V některých datech by byly důkazy o atmosférické ztrátě a najednou žádné. Bylo to nepředvídatelné.
Co způsobuje, že se atmosféra této planety na chvíli vypaří – a pak zdánlivě na chvíli tomuto osudu unikne? Další analýza odhalila, že Au Mic B pravděpodobně neunikne hněvu své hvězdy. Tým si všiml, že existují případy, kdy neúprosné ničení jeho atmosféry prostě nebylo vidět, a existují možná vysvětlení proč.
brát teplo
Mladé horké hvězdy často zažívají jev známý jako magnetické přepojování, kdy se magnetické siločáry lámou a poté znovu spojují, čímž se do vesmíru uvolňují kapky spalujícího horkého plazmatu. Zatímco slunce má své záchvaty vzteku, erupce a výrony koronální hmoty způsobené magnetickým přepojením jsou nejsilnější u mladších, žhavějších hvězd, jako je Au Mic. To, co činí Au Mic b obzvláště zranitelným vůči zasažení plazmovou erupcí, je to, že obíhá nepříjemně 9,7 milionů kilometrů (asi 6 milionů mil) od své hvězdy. Merkur, planeta nejbližší Slunci v naší sluneční soustavě, obíhá desetkrát dále a stále má sotva zdání atmosféry.
Díky Au Mic b působí Mercury téměř pohostinně. Je velká asi jako Neptun a žije rychle, oběhne kolem své hvězdy za pouhých osm dní, přičemž je neustále ovlivňována hvězdnými větry a ultrafialovým zářením. Planety narozené během prvních 100 milionů let života svých hvězd s větší pravděpodobností ztratí většinu materiálu své atmosféry (v závislosti na tom, kdy a jak daleko se vytvořily), a tato není výjimkou. Plameny zahřívají její vodíkovou atmosféru do bodu, kdy plyn již není držen gravitací planety a je uvolňován do vesmíru.
Teď mě vidíš…
Hubble pozoroval Au Mic b během dvou svých přechodů, když prošel před svou hvězdou a způsobil pokles ve světle hvězd. Tato pozorování byla provedena na vlnové délce, která by nám umožnila pozorovat vodík opouštějící planetu. Je zvláštní, že ztráta vodíku byla zjevná jen někdy.
„Ačkoli nelze definitivně identifikovat žádnou planetární absorpci [transit] 1, [transit] 2 ukazuje, že planetární neutrální vodík uniká před AU Mic b a je urychlován pryč od hostitelské hvězdy,“ uvedli ve studii nedávno publikované v The Astronomical Journal.
Výtoky atmosférických plynů jsou pravděpodobně formovány hvězdnými větry Au Mic, které neumožňují, aby veškerý unikající plyn zůstal za Au Mic b. Tyto větry jsou tak silné, že ve skutečnosti tlačí část tohoto plynu směrem k přední části planety. Je možné, že tento vítr tvaroval ocas takovým způsobem, že byl z Hubbleovy perspektivy nepozorovatelný.
Další věc, která může být zodpovědná za to, že ne všechny výstupy Au Mic b jsou pozorovatelné, je fotoionizace. Au Mic právě explodoval v masivní hvězdné erupci hodiny před prvním tranzitem. Tato erupce byla tak energetická, že mohla zahřát částice plynu a ionizovat je do bodu, kdy se staly neviditelnými při pozorování na vlnových délkách, na kterých je pozoroval HST. pravděpodobně se to stále odehrávalo, když to Hubble sledoval.
O planetách, jako je Au Mic b, je stále mnoho neznámého. Promění se horké Neptuny, Jupitery a Saturny, které mají pohlcenou atmosféru, v super-Země, když jsou jejich jádra odhalena? Hubble bude prozatím na tuto bizarní planetu dohlížet.
The Astronomical Journal, 2023. DOI: 10.3847/1538-3881/ace536