YAN Dongdong, GUO Jianheng y Xing Lei de los Observatorios de Yunnan de la Academia de Ciencias de China, colaborando con Huang Chenliang de la Universidad de Arizona, Dedujo que hay una atmósfera de hidrógeno neutro térmico en expansión y que se escapa alrededor de Júpiter WASP-121b caliente simulando el espectro de transmisión óptica (Hα) de este exoplaneta. El estudio fue publicado en The Cartas de revistas astrofísicas .

Se descubrió que los átomos de hidrógeno más fríos en la atmósfera de un Júpiter caliente cerca de su estrella anfitriona pueden escapar de manera dramática al analizar las señales de observación en la banda de paso de la longitud de onda ultravioleta lejana. Este escape se llama escape hidrodinámico. A través de este mecanismo, las atmósferas planetarias pierden cantidades masivas de material, que tiene un serio impacto en la evolución planetaria.

En la atmósfera del planeta hay una pequeña cantidad de átomos de hidrógeno calientes. En años recientes, señales de absorción débiles (por ejemplo, Los espectros de transmisión de hidrógeno Hα) se han detectado cuando los átomos de hidrógeno calientes en la atmósfera planetaria dan sombra a la estrella anfitriona. Sin embargo, Ha habido una falta de explicación que relacione las señales de absorción generadas por estos átomos de hidrógeno más calientes con el escape atmosférico.

Los investigadores han desarrollado un modelo de atmósfera de escape hidrodinámico y un modelo de transferencia de radiación. La velocidad, La temperatura y la densidad de la atmósfera se obtuvieron resolviendo la ecuación del fluido hidrodinámico, y luego se calculó la absorción de la atmósfera planetaria a la luz estelar frecuencia por frecuencia y punto por punto. Basado en los modelos, calcularon las poblaciones de átomos de hidrógeno fríos y calientes y luego simularon las observaciones del espectro de transmisión de banda óptica (Hα) de Júpiter caliente WASP-121b en diferentes momentos de observación.

Los investigadores encontraron que hay una gran cantidad de gas de hidrógeno neutro que se escapa alrededor del planeta, que podría perder hasta diez billones de toneladas de materia al año. Los átomos de hidrógeno calientes en el material expulsado por los planetas pueden viajar más rápido que la velocidad del sonido. causando absorción en longitudes de onda ópticas. También encontraron que las señales de escape hidrodinámico de la atmósfera planetaria pueden ser detectadas por telescopios terrestres. y las señales en la banda óptica se pueden utilizar como una sonda para detectar el escape de la atmósfera.

Además, los investigadores encontraron que los cambios en el nivel de absorción de la atmósfera planetaria en diferentes momentos pueden reflejar las diferentes características de actividad de la estrella anfitriona, con el nivel de actividad más fuerte de la estrella que conduce a una absorción más profunda de la atmósfera planetaria.

Este estudio ayuda a comprender mejor la influencia de la actividad de la estrella anfitriona en el escape de la atmósfera planetaria.