Атмосфера WASP-12b аномально поглощает H?: сигнал не следует за движением планеты

В новой научной работе, опубликованной на arXiv, астрономы представили результаты спектроскопических наблюдений транзита ультрагорячего юпитера WASP-12b, выполненных на инструменте MMT/Hectochelle. Они зафиксировали избыточное поглощение в линии H? на уровне 3,29% с статистической значимостью 9,3?, которое продолжалось как минимум 30 минут после окончания транзита.

Ключевая особенность обнаруженного сигнала — его кинематика. Поглощение не следует за орбитальным движением планеты, а преимущественно привязано к системе отсчёта звезды. При этом наблюдается небольшое красное смещение +5,4 км/с. Подобное поведение ранее было отмечено для гелия в атмосферах планет HAT-P-32b и HAT-P-67b.

Авторы связывают необычный сигнал с тем, что WASP-12b заполняет значительную часть своей полости Роша: отношение радиуса планеты к радиусу полости составляет 0,55. В таких условиях газ может быстро покидать пределы гравитационного влияния планеты и вытягиваться в длинные приливные хвосты, поэтому линия поглощения формируется уже вне её собственного движения.

Исследователи также проверили более ранние наблюдения WASP-12b, начиная с 2012 года. После учёта нестандартной кинематики и процедуры вычитания фонового излучения похожий сигнал обнаруживается и в данных высокой чувствительности, что подтверждает его устойчивость.

Для объяснения наблюдаемой картины была построена трёхмерная гидродинамическая модель на базе кода Athena++. Она одновременно воспроизводит и протяжённую морфологию оттока, и отсутствие градиента скоростей, связанного с планетой. Как подчёркивают авторы, этот результат показывает необходимость использования трёхмерных симуляций для корректной интерпретации абсорбционных линий, возникающих в мощных атмосферных потоках экзопланет.