Las señales en banda óptica se pueden utilizar como sonda para detectar el escape de la atmósfera de Júpiter calientes

Crédito: Dominio Público Pixabay/CC0

YAN Dongdong, GUO Jianheng y Xing Lei de Yunnan Observatories de la Academia China de Ciencias, colaborando con Huang Chenliang de la Universidad de Arizona, dedujeron que hay una atmósfera de hidrógeno neutro térmico en expansión y escape alrededor del CALIENTE Júpiter WASP-121b simulando el espectro de transmisión óptica (Hα) de este exoplaneta. El estudio fue publicado en The Astrophysical Journal Letters.

Se encontró que los átomos de hidrógeno más fríos en la atmósfera de un Júpiter caliente cerca de su estrella anfitriona pueden escapar de una manera dramática mediante el análisis de las señales de observación en la banda de paso de longitud de onda ultravioleta lejana. Este escape se llama escape hidrodinámico. A través de este mecanismo, las atmósferas planetarias pierden enormes cantidades de material, lo que tiene un grave impacto en la evolución planetaria.

Un pequeño número de átomos de hidrógeno caliente están presentes en la atmósfera del planeta. En los últimos años, se han detectado señales de absorción débiles (por ejemplo, espectros de transmisión Hα de hidrógeno) cuando los átomos de hidrógeno caliente en la atmósfera planetaria sombrean a la estrella anfitriona. Sin embargo, ha habido una falta de explicación relacionada con 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, temperatura y densidad de la atmósfera se obtuvieron resolviendo la ecuación del fluido hidrodinámico, y luego la absorción de la atmósfera planetaria a la luz estelar se calculó la frecuencia por frecuencia y punto por punto. Basándose en los modelos, calcularon las poblaciones de átomos de hidrógeno caliente y frío y luego simularon las observaciones del espectro de transmisión de banda óptica (Hα) del WASP-121b caliente de Júpiter en diferentes momentos de observación.

Los investigadores encontraron que hay una enorme cantidad de gas hidrógeno neutro escapando alrededor del planeta, que podría perder hasta diez billones de toneladas de materia al año. Los átomos de hidrógeno caliente 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 de la banda óptica se pueden utilizar como una sonda para detectar el escape de la atmósfera.

Via: phys.org