Astronomer med James Webb Space Telescope har observerat den ultravarma gasjätten WASP-121b som förlorar sin atmosfär under en full omloppsbana, och avslöjat två enorma heliumsvansar som sträcker sig över mer än hälften av dess väg runt sin stjärna. Detta är den första kontinuerliga spårningen av en sådan atmosfärisk flykt, som ger oöverträffade detaljer om processen. Resultaten, publicerade i Nature Communications, belyser komplexiteten i exoplanetära miljöer.
James Webb Space Telescope (JWST) har gett astronomer den mest detaljerade bilden hittills av en exoplanet som förlorar sin atmosfär. Forskare från University of Geneva (UNIGE), National Centre of Competence in Research PlanetS och Trottier Institute for Research on Exoplanets (IREx) vid University of Montreal (UdeM) övervakade WASP-121b, en ultravarm Jupiter, i nästan 37 timmar. Denna tid täckte mer än en fullständig omloppsbana, som planeten slutför var 30:e timme på grund av sin närhet till sin stjärna. WASP-121b utsätts för extrema förhållanden, med sin atmosfär uppvärmd till flera tusen grader av intensiv stjärnstrålning. Detta får lätta element som helium att fly ut i rymden, vilket potentiellt förändrar planetens storlek, sammansättning och utveckling över miljontals år. Med hjälp av Near-Infrared Spectrograph (NIRISS) på JWST upptäckte teamet heliumabsorption i infrarött ljus, som visade gasen sträcka sig långt bortom planeten. Observationerna avslöjade två distinkta heliumströmmar: en som följer efter planeten, driven av stjärnstrålning och vindar, och en annan som böjer sig framför, troligen dragen av stjärnans gravitation. Dessa svansar sträcker sig över mer än hälften av omloppsbanan, överstigande 100 gånger planetens diameter och tre gånger avståndet till dess stjärna – den längsta kontinuerliga detektionen av atmosfärisk flykt som registrerats. «Vi var oerhört förvånade över hur länge heliumflykten varade», sade Romain Allart, postdoktor vid University of Montreal och försteförfattare. «Denna upptäckt avslöjar komplexiteten i de fysiska processerna som formar exoplanetära atmosfärer och deras interaktion med den stjärnmässiga miljön». Avancerade modeller från UNIGE hjälpte till att tolka data, men de kämpade med att återskapa den dubbla svansstrukturen. «Detta indikerar att strukturen hos dessa flöden orsakas av både gravitation och stjärnvindar, vilket gör en ny generation 3D-simuleringar nödvändig», noterade medförfattaren Yann Carteret, doktorand vid UNIGE. Studien utmanar befintliga teorier och understryker heliums värde för att studera atmosfärisk flykt. Framtida JWST-observationer kan avgöra om sådana tvilling svansar är vanliga bland varma exoplaneter. Som Vincent Bourrier, lektor vid UNIGE, avslutade: «Mycket ofta avslöjar nya observationer begränsningarna i våra numeriska modeller och driver oss att utforska nya fysikaliska mekanismer». Forskningen publiceras i Nature Communications (2025; 16(1)), med DOI: 10.1038/s41467-025-66628-5.
