YAN Dongdong, GUO Jianheng en Xing Lei van de Yunnan Observatoria van de Chinese Academie van Wetenschappen, samenwerken met Huang Chenliang van de Universiteit van Arizona, afgeleid dat er een zich uitbreidende en ontsnappende thermisch neutrale waterstofatmosfeer rond hete Jupiter WASP-121b is door het optische transmissiespectrum (Hα) van deze exoplaneet te simuleren. De studie werd gepubliceerd in The Astrofysische journaalbrieven .

Het bleek dat de koelere waterstofatomen in de atmosfeer van een hete Jupiter dicht bij zijn moederster op dramatische wijze kunnen ontsnappen door de waarnemingssignalen in de verre ultraviolette golflengtedoorlaatband te analyseren. Deze ontsnapping wordt de hydrodynamische ontsnapping genoemd. Door dit mechanisme, planetaire atmosferen verliezen enorme hoeveelheden materiaal, die een ernstige impact heeft op de planetaire evolutie.

Een klein aantal hete waterstofatomen is aanwezig in de atmosfeer van de planeet. In recente jaren, zwakke absorptiesignalen (bijv. Hα-transmissiespectra van waterstof) zijn gedetecteerd wanneer hete waterstofatomen in de planetaire atmosfeer de gastster verduisteren. Echter, er is een gebrek aan uitleg met betrekking tot de absorptiesignalen die door deze hetere waterstofatomen worden gegenereerd met atmosferische ontsnapping.

De onderzoekers hebben een hydrodynamisch ontsnappingsatmosfeermodel en een stralingsoverdrachtsmodel ontwikkeld. de snelheid, temperatuur en dichtheid van de atmosfeer werden verkregen door de hydrodynamische vloeistofvergelijking op te lossen, en vervolgens werd de absorptie van de planetaire atmosfeer door het stellaire licht frequentie voor frequentie en punt voor punt berekend. Op basis van de modellen, ze berekenden de populaties van warme en koude waterstofatomen en simuleerden vervolgens de optische band (Hα) transmissiespectrumwaarnemingen van hete Jupiter WASP-121b op verschillende observatietijden.

De onderzoekers ontdekten dat er een enorme hoeveelheid neutraal waterstofgas ontsnapt rond de planeet, die tot tien biljoen ton materie per jaar zou kunnen verliezen. De hete waterstofatomen in het materiaal dat door de planeten wordt uitgestoten, kunnen sneller reizen dan de geluidssnelheid, veroorzaakt absorptie bij optische golflengten. Ze ontdekten ook dat de signalen van hydrodynamische ontsnapping uit de planetaire atmosfeer kunnen worden gedetecteerd door telescopen op de grond, en de signalen in de optische band kunnen worden gebruikt als een sonde om ontsnapping uit de atmosfeer te detecteren.

Daarnaast, de onderzoekers ontdekten dat de veranderingen in het absorptieniveau van de planetaire atmosfeer op verschillende tijdstippen de verschillende activiteitskenmerken van de gastheerster kunnen weerspiegelen, met het sterkere activiteitsniveau van de ster die leidt tot de diepere absorptie van de planetaire atmosfeer.

Deze studie helpt om de invloed van de activiteit van een gastster op de ontsnapping van de planetaire atmosfeer beter te begrijpen.