Onderzoekers van de Yunnan Observatoria van de Chinese Academie van Wetenschappen en hun medewerkers reproduceerden de waargenomen transmissiespectra van de exoplaneet WASP-52b op verschillende golflengtebanden en bestudeerden de eigenschappen van zijn waterstof- en heliumatmosfeer.

De resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal op 13 september.

Dichtbij gelegen exoplaneten ontvangen intense hoogenergetische straling van hun gastheersterren, zoals röntgenstraling en extreem ultraviolette (XUV) straling. In gasrijke exoplaneten kan de atmosfeer deze hoogenergetische straling absorberen, waardoor de atmosfeer wordt verwarmd en uitzet om het zwaartekrachtpotentieel van de planeet te overwinnen en te ontsnappen naar het interstellaire medium.

Dit fenomeen staat bekend als ontsnapping uit de planetaire atmosfeer, wat het verlies van een grote hoeveelheid materiaal van de planeet kan veroorzaken en belangrijke effecten heeft op de samenstelling, evolutie en zelfs de algehele verdeling van de planeet.

De samenstelling en eigenschappen van de planetaire atmosfeer kunnen worden bestudeerd door de absorptie van spectraallijnen op verschillende golflengtebanden te analyseren, bijvoorbeeld de optische band (Hα) en nabij-infraroodband (He λ10830Å) lijnen, de zogenaamde transmissiespectra.

In deze studie gebruikten de onderzoekers het hydrodynamische atmosferische ontsnappingsmodel en het stralingsoverdrachtsmodel om de transmissiespectra van WASP-52b te simuleren. Ze introduceerden het Monte Carlo-model om de Lyα-resonante verstrooiing in de exoplanetaire atmosfeer voor de eerste keer te simuleren, door aan te nemen dat zowel de stellaire Lyα-straling als de planetaire atmosfeer bolvormig zijn.

Op basis van de verdeling van de Lyα-verstrooiingssnelheid Pα berekenden de onderzoekers de Hα-absorptie, die wordt veroorzaakt door de waterstofatomen in de eerste aangeslagen toestanden. Ze berekenden ook de verdeling van metastabiele heliumatomen in detail en simuleerden de transmissiespectra van hete Jupiter WASP-52b in de optische band (Hα) en nabij-infraroodband (He λ10830Å).

Ze beperkten het niveau van röntgenstralen en extreem ultraviolette straling die de planeet ontving, evenals de verhouding van waterstof tot helium in de atmosfeer van de planeet, en onthulden dat waterstof en helium afkomstig waren uit de ontsnappende atmosfeer. De bevindingen kunnen helpen om de fysieke parameters van de atmosfeer te beperken en om de samenstelling en structuur ervan beter te begrijpen. + Verder verkennen

Signalen in optische band kunnen worden gebruikt als sonde om ontsnapping uit de atmosfeer van hete Jupiters te detecteren