Астрономы зафиксировали двойные гелиевые хвосты экзопланеты WASP-121b при полном орбитальном мониторинге

Астрономы завершили детальный мониторинг атмосферного испарения экзопланеты WASP-121b, «ультрагорячего Юпитера», расположенного приблизительно в 858 световых годах от Земли в созвездии Кормы. Исследование, проведенное специалистами из Института исследований экзопланет им. Троттье (iREx) при Монреальском университете и Женевского университета, выявило уникальную структуру, состоящую из двух гелиевых хвостов, отходящих от планеты. Результаты были опубликованы в журнале Nature Communications 8 декабря 2025 года, основываясь на непрерывных наблюдениях, проведенных в конце 2025 года. Для изучения процесса исследователи вели непрерывное наблюдение за планетой почти 37 часов с использованием инструмента NIRISS космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), что позволило зафиксировать потерю атмосферы на протяжении полного оборота.

WASP-121b характеризуется экстремальной атмосферой с орбитальным периодом всего 30 часов и температурой, достигающей около 2300 градусов Цельсия (4200 градусов по Фаренгейту). Эта высокая температура вызывает испарение легких газов, таких как водород и гелий, в космическое пространство, что влияет на размер, состав и долгосрочную эволюцию планеты. Ведущий исследователь Ромен Аллар из Монреальского университета охарактеризовал это наблюдение как установление нового стандарта в экзопланетной науке. Данное наблюдение предоставило наиболее подробное на сегодняшний день изображение атмосферного испарения, которое ранее фиксировалось лишь в виде кратковременных явлений во время транзитов.

Наиболее значимым открытием стало обнаружение того, что улетучивающийся гелий формирует не один, а два гигантских хвоста, простирающихся более чем на половину орбиты планеты. Один хвост следует за планетой, отталкиваемый звездным излучением и солнечным ветром, тогда как второй тянется впереди, предположительно притягиваемый гравитацией звезды. Эти двойные хвосты, превышающие диаметр планеты более чем в 100 раз, ставят под сомнение существующие атмосферные модели, поскольку текущие симуляции не могут точно воспроизвести эту сложную трехмерную геометрию. Член команды из Женевского университета, Винсент Бурье, отметил, что эти наблюдения выявляют ограничения численных моделей и требуют изучения новых физических механизмов для понимания эволюции планет.

Это открытие имеет критическое значение для понимания более широких вопросов эволюции планет, в частности, могут ли подобные механизмы потери массы трансформировать газовые гиганты в меньшие планеты, подобные Нептуну, или даже в полностью лишенные оболочки скалистые ядра. WASP-121b уже была известна своими аномальными характеристиками, включая облака испаренного металла и осадки из рубинов и сапфиров, что обусловлено ее экстремальной близостью к родительской звезде. Непрерывный мониторинг установил новый рекорд по обнаружению поглощения гелия, охватив почти 60% орбиты планеты. Это демонстрирует способность чувствительности JWST детально картировать динамику атмосферного испарения на больших расстояниях и в течение длительных временных интервалов.

В исследовании участвовали астрономы из Женевского университета (UNIGE), Национального центра научных исследований PlanetS и Института исследований экзопланет им. Троттье (iREx) при Монреальском университете (UdeM), а также профессор Лиза Данг из Ватерлоо, которая отметила исключительную ясность гелиевого сигнала при анализе данных. Это наблюдение, ранее доступное только в виде кратких моментов во время транзитов, теперь представляет собой важный этап в понимании динамики атмосферного испарения. Оно побуждает ученых исследовать, является ли структура двойного хвоста специфичной для WASP-121b или же она распространена среди других горячих экзопланет. Фиксация динамических процессов в течение полного орбитального цикла является значительным техническим достижением в экзопланетной науке.