Зірка знищує атмосферу молодої планети рентгенівськими променями

Команда дослідників з використанням даних рентгенівської обсерваторії Chandra NASA виявила надзвичайний процес руйнування планети під дією зоряного випромінювання. Зірка TOI 1227 випускає потужний потік рентгенівських променів, які поступово знищують атмосферу близько розташованої молодої планети з швидкістю, що вражає науковців.

Планета TOI 1227 b, яка має розміри Юпітера, обертається навколо своєї зірки на відстані, що становить лише частку від відстані між Меркурієм та Сонцем. Цей «дитячий» світ має вік приблизно 8 мільйонів років, що робить його у тисячу разів молодшим за наше Сонце. Зірка TOI 1227 являє собою тьмяну червону зірку, яка генерує надзвичайно інтенсивне рентгенівське випромінювання.

Дослідники використали нові дані обсерваторії Chandra для точного вимірювання кількості рентгенівських променів від зірки TOI 1227, які досягають планети. Комп'ютерне моделювання впливу цих променів дозволило науковцям зробити висновок про їх трансформаційний ефект, який швидко позбавляє планету її атмосфери. За розрахунками дослідників, планета втрачає масу, еквівалентну повній атмосфері Землі, приблизно кожні 200 років.

Потужні рентгенівські промені з поверхні зірки буквально відривають атмосферу планети, створюючи характерний блакитний хвіст, який тягнеться в протилежному від зірки напрямку. Цей процес надає планеті певної схожості з кометою. Рентгенівське випромінювання зірки може в кінцевому підсумку повністю видалити атмосферу планети, перетворивши світ розміром з Юпітер на маленький безплідний об'єкт.

Для визначення віку планети TOI 1227 b дослідники використали різні набори даних. Перший метод базувався на вимірюваннях руху зірки TOI 1227 через простір у порівнянні з близькими популяціями зірок відомого віку. Другий метод порівнював яскравість та температуру поверхні зірки з теоретичними моделями еволюції зірок. Надзвичайно молодий вік планети TOI 1227 b робить її другою наймолодшою планетою, яку коли-небудь спостерігали під час проходження перед своєю зіркою.

Раніше інші дослідники оцінювали вік цієї планети приблизно в 11 мільйонів років, однак нові дані показали значно молодший вік. Серед усіх екзопланет, які астрономи знайшли з віком менше 50 мільйонів років, TOI 1227 b виділяється найдовшим роком та найменшою масою зірки-господаря. Ці властивості, разом з високою дозою рентгенівських променів, яку вона отримує, роблять її винятковою метою для майбутніх спостережень.

Художня концепція демонструє планету розміром з Юпітер навколо зірки TOI 1227. Потужні рентгенівські промені з поверхні зірки відривають атмосферу планети, що представлено блакитним хвостом. Рентгенівські дані від обсерваторії Chandra показують зірку як маленький фіолетовий кулястий об'єкт на чорному тлі.

Дослідження проводила команда науковців під керівництвом Аттіли Варги з Рочестерського технологічного інституту. До складу команди також увійшли Джоел Кастнер з того ж інституту, Александер Бінкс з Тюбінгенського університету в Німеччині, Ханс Моріц Гюнтер з Массачусетського технологічного інституту та Саймон Мерфі з Університету Нового Південного Уельсу в Канберрі, Австралія.

Стаття з описом цих результатів була прийнята до публікації в журналі The Astrophysical Journal. Програму Chandra керує Центр космічних польотів імені Маршалла NASA в Хантсвіллі, штат Алабама. Центр рентгенівських досліджень Chandra Смітсонівської астрофізичної обсерваторії контролює наукові операції з Кембриджа, штат Массачусетс, та польотні операції з Берлінгтона, штат Массачусетс.

Це відкриття демонструє руйнівну силу зоряного випромінювання на молоді планетні системи та надає цінну інформацію про процеси формування та еволюції планет у ранньому Всесвіті. Спостереження за TOI 1227 b дозволяють науковцям краще зрозуміти, як зоряне випромінювання впливає на атмосфери планет та їх довгострокову еволюцію.