YAN Dongdong, GUO Jianheng e Xing Lei dos Observatórios de Yunnan da Academia Chinesa de Ciências, colaborando com Huang Chenliang da Universidade do Arizona, deduziu que há uma atmosfera de hidrogênio termicamente neutro em expansão e escape ao redor de Júpiter WASP-121b quente, simulando o espectro de transmissão óptica (Hα) deste exoplaneta. O estudo foi publicado no The Astrophysical Journal Letters .

Foi descoberto que os átomos de hidrogênio mais frios na atmosfera de um Júpiter quente perto de sua estrela hospedeira podem escapar de forma dramática, analisando os sinais de observação na faixa de passagem de comprimento de onda ultravioleta distante. Essa fuga é chamada de fuga hidrodinâmica. Por meio desse mecanismo, as atmosferas planetárias perdem grandes quantidades de material, que tem um sério impacto na evolução planetária.

Um pequeno número de átomos de hidrogênio quente está presente na atmosfera do planeta. Nos últimos anos, sinais de absorção fracos (por exemplo, Os espectros de transmissão Hα do hidrogênio) foram detectados quando átomos de hidrogênio quentes na atmosfera planetária sombreiam a estrela hospedeira. Contudo, tem havido uma falta de explicação relacionando os sinais de absorção gerados por esses átomos de hidrogênio mais quentes ao escape atmosférico.

Os pesquisadores desenvolveram um modelo de atmosfera de escape hidrodinâmico e um modelo de transferência de radiação. A velocidade, temperatura e densidade da atmosfera foram obtidas resolvendo a equação do fluido hidrodinâmico, e então a absorção da atmosfera planetária para a luz estelar foi calculada freqüência por freqüência e ponto por ponto. Com base nos modelos, eles calcularam as populações de átomos de hidrogênio quentes e frios e então simularam as observações do espectro de transmissão da banda óptica (Hα) do Júpiter quente WASP-121b em diferentes tempos de observação.

Os pesquisadores descobriram que há uma grande quantidade de gás hidrogênio neutro escapando ao redor do planeta, que pode perder até dez trilhões de toneladas de matéria por ano. Os átomos de hidrogênio quente no material ejetado pelos planetas podem viajar mais rápido do que a velocidade do som, causando absorção em comprimentos de onda ópticos. Eles também descobriram que os sinais de escape hidrodinâmico da atmosfera planetária podem ser detectados por telescópios terrestres, e os sinais na banda óptica podem ser usados ​​como uma sonda para detectar o escape da atmosfera.

Além do mais, os pesquisadores descobriram que as mudanças no nível de absorção da atmosfera planetária em diferentes momentos podem refletir as diferentes características de atividade da estrela hospedeira, com o nível de atividade mais forte da estrela levando a uma absorção mais profunda da atmosfera planetária.

Este estudo ajuda a compreender melhor a influência da atividade da estrela hospedeira no escape da atmosfera planetária.