Астрономи за допомогою космічного телескопа "Хаббл" вперше виявили гелій в атмосфері планети, яка знаходиться поза межами Сонячної системи. Таке відкриття дозволяє перевірити теорії утворення екзопланет та зрозуміти, як процес втрати газів із атмосфери цих планет впливає на їх еволюцію.

Про це повідомляє 24 канал з посиланням на Nature.

Гелій є другим за поширеністю хімічним елементом у Всесвіті після водню і одним з основних компонентів в складі Сонця та газових гігантів в Сонячній системі. Багато теоретичних моделей припускають, що гелій повинен входити до складу атмосфер великих, проте до теперішнього часу не було випадків достовірної реєстрації гелію в атмосферах інших планет.

Екзопланета WASP-107b, що належить до класу супернептунів, знаходиться в системі оранжевого карлика WASP-107, розташованого на відстані 208 світлових років від Землі в сузір'ї Діви. Планета знаходиться на відстані 0,05 астрономічних одиниць від зірки та робить один оберт навколо неї за майже шість днів. Екзопланета має масу 0,12 маси Юпітера і радіус близько 0,94 радіуса Юпітера, що робить її планетою з одним з найменших відомих значень середньої щільності.

В кінці серпня 2017 року космічний телескоп "Хаббл" спостерігав за транзитом планети по диску зірки і отримав широкосмугові спектри пропускання в інфрачервоному діапазоні – коли планета виявляється між земним спостерігачем і диском зірки, частина світла зірки проходить крізь атмосферу і поглинається різними хімічними елементами, що відбивається в спектрах і дозволяє зрозуміти хімічний склад атмосфери.

Спектр пропускання для атмосфери WASP-107b, отриманий в інфрачервоному діапазоні телескопом "Хаббл"

Аналіз накопичених даних показав, що в зовнішніх шарах атмосфери WASP-107b, де тиск коливається від рівня мікробар до нанобар, міститься гелій в метастабільних станах. Модель, найбільш добре описує отримані спектри, передбачає наявність у планети "розпухлої" атмосфери, яку вона активно втрачає під дією ультрафіолетового випромінювання від зірки. Швидкість втрати становить приблизно 0,1-4% від загальної маси за мільярд років, при цьому планета утворює витягнутий газовий хвіст.

Щоб перевірити теорії утворення екзопланет і оцінити, наявність у них газових оболонок з водню і гелію, необхідно зрозуміти, як процес втрати газів з атмосфери планети впливає на її подальшу еволюцію, в цьому випадку обмеження на моделі, отримані для WASP-107b, мають важливе значення для подальшої роботи.