A 2005-ös felfedezése óta az HD 189733b exoplanet az egyik legfigyelemreméltóbb extra bolygó volt, mérete, kompakt pályája, a Föld közelsége és a csábító kék ég légköre miatt. De a Hubble Űrtávcsövet és a Swift távcsövet használó csillagászok drámai változásokat tapasztaltak meg a bolygó felső légkörében, miután a szülő erőszakos fényt kapott, amely intenzív röntgen sugárzással fürdött a bolygón. A tudósok szerint az akció megfigyelése szomorú pillantást ad a Naprendszerünkön kívüli bolygók változó éghajlatára és időjárására.
Míg a HD 189733b kék éggel rendelkezik, mint a Föld, ez az egyik a sok „forró Jupiterből”, amelyet az exoplanet vadászok a legkönnyebben megtalálhatják: hatalmas gázbolygók, amelyek a csillagához nagyon közel járnak. A HD 189733 rendkívül közel helyezkedik el a csillaghoz, az úgynevezett HD 189733A-hoz, csupán a harmincad távolságától, ameddig a Föld a Naptól van, 2,2 nap alatt korbácsolva a csillag körül. Ezenkívül a rendszer mindössze 63 fényévnyire van, olyan közel, hogy csillagát távcsövekkel lehet látni a híres Súlyzó Köd közelében.
Annak ellenére, hogy csillaga kissé kisebb és hűvösebb, mint a Nap, ez a bolygó éghajlatát rendkívül forróvá teszi, 1000 Celsius fok felett, és a felső légkört energiás szélsőséges ultraibolya és röntgen sugárzás bombázza.
Annak ellenére, hogy a HD 189733b légkörét nem gondoltak volna párologni (mint például egy hasonló exoplanet nevű Osiris vagy HD 209458b), a csillagászok tudták, hogy ott van a potenciál. A légköri gázok messze túlmutatnak a bolygó „felületén”, lehetővé téve a csillagfénnyel való áthaladást, és korábbi megfigyeléseik során az csillagászok meg tudták nézni, hogy mely kémiai vegyületek veszik körül a HD 189733b-t. Ezen elemzés alapján a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a víz és a metán a légkörben található; később a Spitzer űrtávcső még a földgömb hőmérsékleti megoszlását is feltérképezte. További kutatások szerint a HD 189733b felső légkörében vékony részecskeréteg létezik, vékony fényvisszaverő felhőket hozva létre.
Alain Lecavelier des Etangs csillagász a Párizsi Asztrofizikai Intézetből vezette a Hubble-t használó csoportot, hogy megfigyelje ennek a bolygónak a légkörét két időszakban, 2010 elején és 2011 végén, mivel a szülői csillaggal szemben ábrázolódtak. Ilyen háttérvilágítás mellett a bolygó légköre lenyomja kémiai aláírását a csillagfénybe, lehetővé téve a csillagászoknak, hogy dekódolják, mi történik olyan skálán, amely túl kicsi ahhoz, hogy közvetlenül képbe tudjon képzelni. Remélte, hogy megfigyelik a légkör elpárolgását, de 2010-ben csalódtak.
„Az első megfigyelés valójában csalódást okozott - mondta Lecavelier -, mivel egyáltalán nem mutattak nyomot a bolygó légköréről. Csak akkor rájöttünk, hogy valami érdekesebbre válthattunk, amikor a második megfigyeléskészlet bejött. ”
A csoport 2011-ben végrehajtott nyomon követési megfigyelései drámai változást mutattak, egyértelmű jelekkel, hogy a földről legalább 1000 tonna másodpercenként 300 000 mph sebességgel fújtak el egy földgázt, ami a bolygó számára egy üstökös megjelenés.
"Nem csak megerősítettük, hogy egyes bolygók légköre elpárolog." - mondta Lecavelier -, mi azt figyeltük, hogy a párolgó légkör fizikai körülményei idővel változnak. Senki sem tette ezt korábban.
Miért változott a légkör állapota?
A bolygó szélsőséges hőmérséklete ellenére a légkör nem elég meleg ahhoz, hogy elpárologjon a 2011-ben megfigyelt sebességgel. Ehelyett úgy gondolják, hogy a párolgást a szülőcsillag intenzív röntgen és szélsőséges ultraibolya sugárzása okozza, ami kb. 20-szor erősebb, mint a saját Napunk. Figyelembe véve azt is, hogy a HD 189733b egy hatalmas bolygó, nagyon közel van a csillagához, akkor 3 milliószor nagyobb röntgen-adagot kell szenvednie, mint a Föld.
Mivel a röntgen és a szélsőséges ultraibolya csillagfény melegíti a bolygó légkörét, és valószínűleg megszabadítja annak menekülését, a csapat a csillagot Swift röntgen-távcsőjével (XRT) is megfigyelte. 2011. szeptember 7-én, alig nyolc órával azelőtt, hogy a Hubble megfigyelte volna az áthaladást, Swift figyelte a csillagot, amikor egy hatalmas fényforrást bocsátott ki. A röntgen sugara 3,6-szor megvilágult, egy tüske olyan sugárzási szinttel bír, amely már magasabb volt, mint a nap.
"A bolygónak a csillaghoz való közvetlen közelsége azt jelenti, hogy tízezer-szor erősebb röntgensugarak robbant fel, mint amilyeneket a Föld szenved még egy X-osztályú napsugárzás alatt is, amely a legerősebb kategória" - mondta Peter Wheatley társszerző. egy fizikus az angliai Warwicki Egyetemen.
Miután beszámolt a bolygó hatalmas méretéről, a csapat megjegyzi, hogy a HD 189733b körülbelül 3 milliószor annyi röntgenfelvételt tapasztalt, amennyire a Föld egy X-osztály küszöbén lévő napsugárzásból származik.
"A röntgenkibocsátás a csillag teljes kibocsátásának kis része, de ez az a rész, amely elég energikus ahhoz, hogy a légkör elpárologtatását elősegítse" - mondta Peter Wheatley, az Egyesült Királyság Warwicki Egyetem társszerzője. "Ez volt a HD 189733A legfényesebb röntgensugárzása, amelyet a közelmúltban számos megfigyeltünk, és nagyon valószínűnek tűnik, hogy ennek a fáklyának a bolygóra gyakorolt hatása a pár perccel később a Hubble-nál észlelt párologtatáshoz vezetett."
A csapat szerint a csillag teljesítményében bekövetkező változások azt is jelenthetik, hogy szezonális folyamaton megy keresztül, amely hasonló a Nap 11 éves napfényes ciklusához.
A csapat reméli, hogy tisztázza a megfigyelt változásokat a jövőbeli megfigyelések segítségével a Hubble és az ESA XMM-Newton röntgen-űrtávcsőjével, de azt mondják, hogy nincs kérdés, hogy a bolygót csillagcsapás sújtotta, és nem kétséges, hogy a felrobbant a bolygó légköre.
Ez a kutatás megmutatja a missziók közötti együttműködő kutatás előnyeit, mivel Swift látta a lángot, és Hubble látta, hogy hatalmas mennyiségű gázt szivárogtattak ki a bolygó légköréből. Ez lehetőséget ad a jövőbeni kutatásokra is, figyelemmel kísérve a többi világ csillag- és légkörében bekövetkező változásokat.
Ez a videó a NASA Goddard űrrepülési központjáról nyújt további információkat:
Ólomkép felirata: A művész rendezvénye szemlélteti a HD 189733b légkörének elpárolgását, a gazdagéptől származó erős kitörés hatására. A NASA Hubble űrteleszkópja észlelte a szivárgó gázokat, és a NASA Swift műholdja elkapta a csillagfényt. Hitel: A NASA Goddard űrrepülési központja.
Második képaláírás: A Swift ultraibolya / optikai távcsője 2011. szeptember 14-én rögzítette a HD 189733b csillagának ezt a nézetét. A kép 6 ívperc átmérőjű. Hitel: NASA / Swift / Stefan Immler
