Od svojega odkritja leta 2005 je bil eksoplanet HD 189733b eden izmed najbolj opazovanih dodatnih sončnih planetov zaradi svoje velikosti, kompaktne orbite, bližine Zemlje in vabljivega ozračja modrega neba. Toda astronomi, ki uporabljajo vesoljski teleskop Hubble in hitri teleskop, so bili priča dramatičnim spremembam v zgornji atmosferi planeta po silovitem požaru njegovega starša, ki je okopal planet v intenzivnem rentgenskem sevanju. Znanstveniki pravijo, da lahko opazovanje akcije daje mučen pogled na spreminjajoče se podnebje in vreme na planetih zunaj našega Osončja.
Medtem ko ima HD 189733b modro nebo, kot je Zemlja, je to eden izmed številnih "vročih Jupiterjev", ki so jih najlažje našli lovci na eksoplanete: ogromni plinski planeti, ki krožijo izredno blizu njene zvezde. HD 189733 leži izredno blizu svoje zvezde, imenovane HD 189733A, le eno trideseto razdaljo Zemlje od Sonca, ki jo v 2,2 dneh preleti okoli zvezde. Poleg tega je sistem oddaljen le 63 svetlobnih let, tako blizu, da je njegovo zvezdo mogoče videti z daljnogledom v bližini znamenite meglice Dumbbell.
Čeprav je njegova zvezda nekoliko manjša in hladnejša od Sonca, je zaradi tega podnebje planeta izjemno vroče, nad 1000 stopinj Celzija, zgornjo atmosfero pa preganja energijsko izjemno ultravijolično in rentgensko sevanje.
Čeprav atmosfera HD 189733b ni mislila, da bo izhlapevala (podobno kot eksoplanet, imenovan Osiris, ali HD 209458b), so astronomi vedeli, da obstaja potencial. Atmosferski plini segajo daleč čez planetarno "površino", ki omogoča, da zvezdna svetloba prehaja skozi, in v prejšnjih opazovanjih so astronomi lahko pokukali, kaj kemične spojine obkrožajo HD 189733b. Znanstveniki so iz te analize sklepali, da sta v atmosferi voda in metan; kasneje pa je vesoljski teleskop Spitzer celo preslikal porazdelitev temperature po vsem svetu. Dodatne raziskave so pokazale, da v zgornji atmosferi HD 189733b obstaja tanka plast delcev, ki ustvarja tanke odsevne oblake.
Astronom Alain Lecavelier des Etangs iz pariškega Inštituta za astrofiziko v Franciji je vodil ekipo, ki je uporabljala Hubble za opazovanje atmosfere tega planeta v dveh obdobjih v začetku leta 2010 in konec leta 2011, saj je bila silhueta proti matični zvezdi. Medtem ko je ozadje na ta način osvetljeno, atmosfera planeta na zvezdni svetlobi vtisne svoj kemijski podpis, kar astronomom omogoča, da dekodirajo, kaj se dogaja na tehtnicah, ki so preveč drobne za neposredno sliko. Upali so, da bodo opazovali atmosfero, ki je izhlapevala, vendar so bili leta 2010 razočarani.
"Prvi sklop opazovanj je bil pravzaprav razočaranje," je dejal Lecavelier, "saj sploh niso pokazali nobene atmosfere planeta. Spoznali smo, da smo se lotili nečesa bolj zanimivega, ko je prišel drugi sklop opazovanj. "
Nadaljnje opazovanje ekipe, opravljeno leta 2011, je pokazalo dramatično spremembo, z jasnimi znaki, da se iz planeta odpihne kopica plina s hitrostjo najmanj 1000 ton na sekundo s hitrostjo 300.000 mph, kar planetu daje videz v obliki kometa.
"Nismo ravno potrdili, da atmosfera nekaterih planetov izhlapi," je dejal Lecavelier, "opazovali smo, da se fizične razmere v atmosferi, ki se izparevajo, sčasoma spreminjajo. Nihče tega še ni storil. "
Zakaj se je torej vzdušje spremenilo?
Kljub ekstremnim temperaturam na planetu atmosfera ni dovolj vroča, da bi lahko izhlapevala s hitrostjo iz leta 2011. Namesto tega mislimo, da izhlapevanje poganja intenzivno rentgensko in ultravijolično sevanje matične zvezde, kar je približno 20-krat močnejši od lastnega Sonca. Če upoštevamo tudi, da je HD 189733b velikanski planet, ki je zelo blizu svoje zvezde, potem mora prejeti odmerek rentgenskih žarkov, 3 milijone krat večji od Zemlje.
Ker rentgenski žarki in ekstremna ultravijolična zvezda segrevajo ozračje planeta in verjetno poženejo v njegovo beg, je ekipa zvezdo spremljala tudi z Swiftovim rentgenskim teleskopom (XRT). 7. septembra 2011, le osem ur, preden je Hubble predvidel opazovati tranzit, je Swift spremljal zvezdo, ko je sprožil močan blisk. Na rentgenskih žarkih se je za 3,6-krat posvetlil, pri zgornjih emisijah, ki so bile že višje od sončnih, se je pojavil konico.
"Neposredna bližina planeta zvezdi pomeni, da ga je prizadela eksplozija rentgenskih žarkov, več deset tisočkrat močnejša od Zemlje, ki trpi tudi med sončnim žarkom razreda X, najmočnejšo kategorijo," je povedal soavtor Peter Wheatley, fizik na univerzi v Warwicku v Angliji.
Po izračunu za ogromno velikost planeta skupina ugotavlja, da je HD 189733b na pragu razreda X naletel na približno 3 milijone krat več rentgenskih žarkov, kot jih Zemlja prejme od sončne bliskavice.
"Rentgenske emisije so majhen del skupne proizvodnje zvezde, vendar je ta del, da je dovolj energijski, da poganja izhlapevanje atmosfere," je povedal soavtor Peter Wheatley z univerze v Warwicku v Veliki Britaniji. "To je bil najsvetlejši rentgenski odsev HD 189733A od več opazovanih do danes, in zdi se zelo verjetno, da je vpliv tega izgorevanja na planetu nekaj ur kasneje povzročil izhlapevanje s Hubbleom."
Skupina je tudi povedala, da spremembe v zvezdi lahko pomenijo sezonski postopek, podoben 11-letnemu sončevemu ciklu Sonca.
Skupina upa, da bo razjasnila spremembe, ki so jim bili priča v prihodnjih opazovanjih z Hubble in ESA-jevim XMM-Newtonovim rentgenskim vesoljskim teleskopom, toda pravijo, da ni vprašanja, da je planet prizadel zvezdni pramen, in ni vprašanje, kako hitrost izhlapevanja atmosfera planeta se je raznesla.
Ta raziskava kaže na prednosti skupnih raziskav med misijami, ko je Swift opazil plamen, Hubble pa je videl ogromno količino plina, odvzetega iz atmosfere planeta. Prav tako daje potencial za prihodnje raziskave, da bi spremljali spremembe tako zvezde kot atmosfere drugih svetov.
Ta videoposnetek iz Nasinega centra Goddard Spaceflight ponuja dodatne informacije:
Napis vodilne slike: Upodabljanje umetnika ponazarja izhlapevanje ozračja HD 189733b kot odziv na močne izbruhe njegove gostiteljske zvezde. Nasin vesoljski teleskop Hubble je zaznal izhajajoče pline in NASA-in satelit Swift je ujel zvezdni pramen. Zasluge: Nasin center za vesoljske polete Goddard.
Naziv druge slike: Swiftov ultravijolični / optični teleskop je zajel ta pogled zvezde HD 189733b 14. septembra 2011. Slika je 6 arcminuta. Zasluge: NASA / Swift / Stefan Immler
