Kể từ khi được phát hiện vào năm 2005, exoplanet HD 189733b đã trở thành một trong những hành tinh ngoài mặt trời được quan sát nhiều nhất, do kích thước, quỹ đạo nhỏ gọn, gần Trái đất và bầu khí quyển bầu trời xanh. Nhưng các nhà thiên văn học sử dụng Kính thiên văn vũ trụ Hubble và Kính viễn vọng Swift đã chứng kiến những thay đổi mạnh mẽ trong hành tinh bầu khí quyển phía trên sau một ngọn lửa dữ dội từ cha mẹ của nó, đã tắm cho hành tinh này trong bức xạ tia X dữ dội. Các nhà khoa học cho biết việc có thể theo dõi hành động này mang đến cái nhìn thoáng qua về khí hậu và thời tiết thay đổi trên các hành tinh bên ngoài Hệ Mặt trời của chúng ta.
Mặc dù HD 189733b có bầu trời xanh như Trái đất, nhưng nó là một trong số rất nhiều sao Mộc nóng bỏng, là nơi dễ dàng nhất để các thợ săn ngoại hành tinh tìm thấy: các hành tinh khí khổng lồ có quỹ đạo rất gần với ngôi sao của nó. HD 189733 nằm rất gần ngôi sao của nó, được gọi là HD 189733A, chỉ cách một phần ba mươi khoảng cách Trái đất đến từ Mặt trời, xoay quanh ngôi sao trong 2,2 ngày. Ngoài ra, hệ thống này chỉ cách 63 năm ánh sáng, gần đến mức có thể nhìn thấy ngôi sao của nó bằng ống nhòm gần Tinh vân Dumbbell nổi tiếng.
Mặc dù ngôi sao của nó nhỏ hơn một chút và mát hơn Mặt trời, nhưng điều này làm cho khí hậu hành tinh nóng lên đặc biệt, ở nhiệt độ trên 1000 độ C, và bầu khí quyển phía trên bị phá hủy bởi bức xạ tia cực tím và tia cực tím cực mạnh.
Mặc dù bầu không khí HD 189733b không được cho là bay hơi (giống như một hành tinh ngoại tương tự gọi là Osiris, hay HD 209458b), các nhà thiên văn học biết rằng tiềm năng ở đó. Các khí trong khí quyển vượt xa bề mặt hành tinh, cho phép ánh sáng sao đi qua, và trong các quan sát trước đây, các nhà thiên văn học có thể nhìn vào những hợp chất hóa học bao quanh HD 189733b. Từ phân tích này, các nhà khoa học đã suy luận rằng nước và metan có trong khí quyển; và sau đó, kính viễn vọng không gian Spitzer thậm chí đã lập bản đồ phân bố nhiệt độ trên toàn cầu. Nghiên cứu bổ sung chỉ ra một lớp hạt mỏng tồn tại trong bầu khí quyển phía trên của HD 189733b, tạo ra các đám mây phản chiếu mỏng.
Nhà thiên văn học Alain Lecavelier des Etangs tại Viện Vật lý thiên văn Paris ở Pháp đã dẫn đầu một nhóm sử dụng Hubble để quan sát bầu khí quyển của hành tinh này trong hai giai đoạn đầu năm 2010 và cuối năm 2011, khi nó bị bóng đè lên ngôi sao mẹ của nó. Trong khi ngược sáng theo cách này, bầu khí quyển hành tinh có dấu ấn hóa học trên ánh sao, cho phép các nhà thiên văn giải mã những gì đang xảy ra trên quy mô quá nhỏ để hình ảnh trực tiếp. Họ đã hy vọng quan sát bầu không khí bốc hơi đi, nhưng đã thất vọng vào năm 2010.
Tập hợp các quan sát đầu tiên thực sự gây thất vọng, theo ông Jac Lecavelier, vì họ không cho thấy dấu vết nào của bầu khí quyển hành tinh. Chúng tôi chỉ nhận ra rằng chúng tôi đã tình cờ thấy điều gì đó thú vị hơn khi tập hợp quan sát thứ hai xuất hiện.
Các quan sát tiếp theo của nhóm, được thực hiện vào năm 2011, cho thấy một sự thay đổi mạnh mẽ, với các dấu hiệu rõ ràng về một luồng khí được thổi từ hành tinh với tốc độ ít nhất 1000 tấn mỗi giây, với tốc độ 300.000 dặm / giờ, mang lại cho hành tinh này ngoại hình giống sao chổi.
Hiện tại, chúng tôi đã xác nhận rằng một số hành tinh khí quyển khí quyển bốc hơi, ông Lec Lecier nói, chúng tôi đã theo dõi các điều kiện vật lý trong bầu khí quyển bốc hơi thay đổi theo thời gian. Không ai từng làm điều đó trước đây.
Vậy tại sao điều kiện bầu không khí thay đổi?
Bất chấp nhiệt độ khắc nghiệt của hành tinh, bầu khí quyển không đủ nóng để bốc hơi với tốc độ được nhìn thấy vào năm 2011. Thay vào đó, sự bốc hơi được cho là do tia X cực mạnh và bức xạ cực tím từ ngôi sao mẹ, đó là về Mạnh hơn 20 lần so với Mặt trời của chúng ta. Có tính đến việc HD 189733b là một hành tinh khổng lồ rất gần với ngôi sao của nó, sau đó nó phải chịu liều tia X cao gấp 3 triệu lần so với Trái đất.
Do tia X và ánh sáng cực tím cực mạnh làm nóng bầu khí quyển hành tinh và có khả năng khiến nó trốn thoát, nên nhóm nghiên cứu cũng theo dõi ngôi sao bằng Kính viễn vọng tia X Swift Swift (XRT). Vào ngày 7 tháng 9 năm 2011, chỉ tám giờ trước khi Hubble được lên kế hoạch quan sát quá cảnh, Swift đã theo dõi ngôi sao khi nó phát ra một ngọn lửa cực mạnh. Nó phát sáng gấp 3,6 lần trong tia X, một sự tăng đột biến xảy ra ở mức phát xạ trên đỉnh đã lớn hơn mặt trời.
Đồng hành tinh gần với ngôi sao có nghĩa là nó bị tấn công bởi một vụ nổ tia X mạnh gấp hàng chục nghìn lần so với Trái đất phải chịu đựng ngay cả khi ngọn lửa mặt trời lớp X, thể loại mạnh nhất, ông Peter Wheatley, đồng tác giả cho biết. một nhà vật lý tại Đại học Warwick ở Anh.
Sau khi tính toán kích thước khổng lồ của hành tinh, nhóm nghiên cứu lưu ý rằng HD 189733b gặp phải lượng tia X gấp 3 triệu lần so với Trái đất nhận được từ một ngọn lửa mặt trời ở ngưỡng của lớp X.
Đồng phát xạ tia X là một phần nhỏ trong tổng sản lượng của ngôi sao, nhưng đó là phần đủ năng lượng để thúc đẩy sự bốc hơi của khí quyển, Peter, đồng tác giả Peter Wheatley từ Đại học Warwick, Anh, cho biết. Đây là vụ nổ tia X sáng nhất từ HD 189733A của một số người được quan sát cho đến nay, và có vẻ như rất có thể tác động của ngọn lửa này đến hành tinh đã làm bốc hơi vài giờ sau đó với Hubble.
Nhóm nghiên cứu cũng cho biết những thay đổi trong sản lượng star star có thể có nghĩa là nó trải qua một quá trình theo mùa tương tự như chu kỳ vết đen mặt trời 11 năm của Sun.
Nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ làm rõ những thay đổi mà họ đã chứng kiến bằng cách sử dụng các quan sát trong tương lai với kính viễn vọng không gian tia X-quang XMM-Newton của Hubble và ESA, nhưng nói rằng không có câu hỏi nào về việc hành tinh bị ngọn lửa sao và không nghi ngờ gì về tốc độ bay hơi của bầu không khí của hành tinh bắn lên.
Nghiên cứu này cho thấy lợi ích của nghiên cứu hợp tác giữa các nhiệm vụ, khi Swift nhìn thấy ngọn lửa và Hubble đã thấy lượng khí khổng lồ thoát ra khỏi bầu khí quyển hành tinh. Nó cũng mang lại tiềm năng cho nghiên cứu trong tương lai, để theo dõi những thay đổi ở cả ngôi sao và bầu khí quyển của các thế giới khác.
Video này từ Trung tâm vũ trụ NASA NASA Goddard cung cấp thêm thông tin:
Chú thích hình ảnh chính: Nghệ sĩ này dựng hình minh họa cho sự bốc hơi của bầu không khí HD 189733b để đối phó với sự phun trào mạnh mẽ từ ngôi sao chủ của nó. Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA đã phát hiện ra các khí thoát ra và vệ tinh NASA Swift Swift đã bắt được ngọn lửa sao. Tín dụng: Trung tâm hàng không vũ trụ NASA NASA Goddard.
Chú thích ảnh thứ hai: Kính thiên văn quang học / tia cực tím Swift Swift đã chụp được cảnh này của ngôi sao HD 189733b vào ngày 14 tháng 9 năm 2011. Hình ảnh có chiều dài 6 phút. Tín dụng: NASA / Swift / Stefan Immler
