Doskonałym przykładem takich interakcji może być to, co się dzieje w okolicach Marsa. Wysokoenergetyczne cząstki wiatru słonecznego uderzające w cząsteczki znajdujące się w najwyższych warstwach atmosfery Czerwonej Planety rozbijają je i atomom lżejszych pierwiastków nadają na tyle dużą prędkość, że są w stanie one pokonać grawitację planety i wyrwać się w przestrzeń międzyplanetarną. Sonda Trace Gas Orbiter krążąca już od kilku lat wokół Marsa dostrzegła, że za Marsem znajduje się swoisty warkocz, ogon, czy strumień wodoru, który bezustannie ucieka z jego atmosfery. To niezwykle ciekawe odkrycie, bowiem może ono stanowić przynajmniej część odpowiedzi na pytanie: gdzie się podziała woda, której kiedyś było tak dużo na powierzchni Marsa.
Czytaj także: Pierwsza planeta od Słońca pozuje jako kometa. Skąd Merkury ma warkocz?
Czy takie warkocze jesteśmy w stanie odkryć na egzoplanetach?
Międzynarodowy zespół astronomów analizujący dane zebrane za pomocą teleskopu HET (Hobby-Eberly Telescope) w Obserwatorium McDonalda w Austin w Teksasie odkrył właśnie ogromny warkocz gazowy emitowany przez planetę gazową o masie dwa razy większej od masy Jowisza, największej planety Układu Słonecznego. Co ciekawe, skala tego warkocza przebija wszystkie struktury tego typu, jakie dotąd udało się odkryć.
Bohaterką odkrycia jest planeta HAT-P-32b. Według informacji prasowej udostępnionej przez zespół astronomów, z planety emitowane są gigantyczne dżety heli o długości 50 razy większej od promienia samej planety. Co ważne, astronomowie widzą dżet zarówno przed planetą jak i za nią.
Jak na razie astronomowie nie są pewni, jaki proces prowadzi do uwalniania tak olbrzymiej ilości gazu. Możliwe, że tak jak w przypadku Marsa, mamy tutaj do czynienia z wiatrem słonecznym. Możliwe, że to samo promieniowanie gwiazdy jonizuje i rozwiewa atmosferę planety. Trzecia opcja natomiast mówi o zderzeniu planety z innym masywnym obiektem planetarnym, co mogłoby doprowadzić do uwolnienia olbrzymiej ilości pyłu i gazu.
Skąd wiemy o helowych warkoczach?
O tym, że planeta pozostawia za sobą warkocz helu naukowcy wiedzieli już od jakiegoś czasu. Wskazywało na to bowiem obserwacje tranzytów planety na tle jej gwiazdy macierzystej. Nie było jednak wiadomo, jak długi jest ten warkocz. Tutaj do pracy wkroczył teleskop Hobby-Eberly. Korzystając z okazji naukowcy obserwowali gwiazdę, wokół której krąży planeta przez kilka kolejnych nocy z rzędu. Dzięki temu udało się zarejestrować światło emitowane przez gwiazdę w czasie, w którym planeta wykonuje pełne okrążenie wokół niej.
Obserwacje pozwoliły ustalić, że pierwotną przyczyną emisji helu przez planetę jest silne promieniowanie gwiazdy, które rozwiewa skutecznie atmosferę krążącego wokół niej gorącego jowisza. Bliskość gwiazdy prowadzi do wzrostu temperatury i zwiększenia objętości atmosfery planety. W efekcie znajdujące się najdalej od planety warstwy uwalniają się spod przyciągania grawitacyjnego planety i stopniowo wyciągane są na orbitę wokół gwiazdy.
Naukowcy zwracają uwagę, że teleskopy takie jak HET, obserwujące każdej nocy ten sam wycinek nieba i wyposażone w instrumenty takie jak Habitable Zone Planet Finder (ang. poszukiwacz planet w ekosferze gwiazdy) mają tę zaletę, że mogą obserwować dany układ planetarny przez kilka nocy z rzędu, a tego właśnie trzeba jeżeli chcemy odkrywać wielkoskalowe struktury w innych układach planetarnych. Można śmiało założyć, że nie jest to ostatni gigantyczny warkocz gazowy uciekający ze swojej planety, jaki zarejestruje ten konkretny teleskop. Odkrycie kolejnych to tylko kwestia czasu.