Ett internationellt team bestående av astronomer från universitetet i Genève (UNIGE) och det nationella kompetenscentret för forskning PlanetS har observerat gigantiska heliummoln som flyr från exoplaneten WASP-107b. Dessa observationer, som gjorts med James Webb-rymdteleskopet, har modellerats med hjälp av verktyg utvecklade vid UNIGE.
Analysen, som publicerats i tidskriften Nature Astronomy, ger värdefulla ledtrådar för att förstå detta fenomen med atmosfärisk flykt, som påverkar exoplaneters utveckling och formar vissa av deras egenskaper.
Ibland flyter en planets atmosfär ut i rymden. Detta är fallet för jorden, som varje sekund förlorar lite mer än 3 kg materia (främst väte) på ett oåterkalleligt sätt. Denna process, som kallas ”atmosfärisk flykt”, är av särskilt intresse för astronomer som studerar exoplaneter som ligger mycket nära sin stjärna, vilka, upphettade till extrema temperaturer, just utsätts för detta fenomen. Det spelar en viktig roll i deras utveckling.
Tack vare James Webb Space Telescope har ett internationellt team med forskare från observatoriet vid universitetet i Genève (UNIGE) och universiteten i McGill, Chicago och Montreal lyckats observera stora strömmar av heliumgas som flyr från WASP-107b. Denna exoplanet ligger mer än 210 ljusår från vårt solsystem. Det är första gången detta kemiska element har identifierats med JWST på en exoplanet, vilket möjliggör en detaljerad beskrivning av fenomenet.
Superpuffiga exoplaneter
WASP-107b upptäcktes 2017 och ligger sju gånger närmare sin stjärna än Merkurius, den planet som ligger närmast vår sol. Dess densitet är mycket låg eftersom den är lika stor som Jupiter men bara har en tiondel av dess massa, vilket placerar den bland de så kallade ”super-puff”, en kategori av exoplaneter med extremt låg densitet.
Det stora heliumflödet upptäcktes i förlängningen av dess atmosfär, kallad exosfären. Detta moln blockerar delvis stjärnans ljus redan innan planeten passerar framför den. ”Våra atmosfäriska flyktmodeller bekräftar förekomsten av heliumflöden, både framför och bakom planeten, som sträcker sig i riktning mot dess banrörelse till nästan tio gånger planetens radie”, förklarar Yann Carteret, doktorand vid institutionen för astronomi vid naturvetenskapliga fakulteten vid universitetet i Genève och medförfattare till studien.
Värdefulla ledtrådar
Förutom helium kunde astronomerna bekräfta förekomsten av vatten och spår av kemiska blandningar (inklusive kolmonoxid, koldioxid och ammoniak) i planetens atmosfär, samtidigt som de noterade frånvaron av metan, som JWST kan detektera. Detta är värdefulla ledtrådar för att rekonstruera historien om WASP-107b:s bildande och migration: Planeten bildades långt från sin nuvarande bana och rörde sig sedan närmare sin stjärna, vilket skulle förklara dess uppsvällda atmosfär och förlust av gas.
Studien om WASP-107b är en viktig referens för att bättre förstå utvecklingen och dynamiken i dessa avlägsna världar. ”Att observera och modellera atmosfärisk flykt är ett viktigt forskningsområde vid UNIGE:s astronomiska institution, eftersom det tros vara ansvarigt för vissa av de egenskaper som observerats hos exoplaneterna”, förklarar Vincent Bourrier, lektor och forskare vid den astronomiska institutionen vid UNIGE:s naturvetenskapliga fakultet och medförfattare till studien.
”På jorden är atmosfärisk flykt för svag för att ha någon drastisk inverkan på vår planet. Men den skulle kunna vara orsaken till att det inte finns vatten på vår närmaste granne, Venus. Det är därför viktigt att fullt ut förstå de mekanismer som verkar i detta fenomen, som kan erodera atmosfären på vissa steniga exoplaneter”, avslutar han.
Mer information: Vigneshwaran Krishnamurthy et al, Continuous helium absorption from both the leading and trailing tails of WASP-107 b, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02710-8
