מאז התגלה בשנת 2005, Exoplanet HD 189733b היה אחד מכוכבי הלכת הסולאריים הנוספים הנצפים ביותר, בגלל גודלו, מסלולו הקומפקטי, קרבתו לכדור הארץ ואווירת השמים הכחולים. אולם אסטרונומים המשתמשים בטלסקופ החלל האבל ובטלסקופ סוויפט היו עדים לשינויים דרמטיים באטמוספירה העליונה של כוכב הלכת בעקבות התלקחות אלימה מהורהו שרחץ את כדור הארץ בקרינת רנטגן אינטנסיבית. המדענים אומרים כי היכולת לצפות בפעולה מעניקה הצצה מפתה לאקלים ומזג האוויר המשתנים בכוכבי לכת מחוץ למערכת השמש שלנו.
בעוד ש- HD 189733b הוא עם שמיים כחולים כמו כדור הארץ, זהו אחד מהרבים "צדקנים חמים" שהיו הקלים ביותר עבור ציידי אקסופלטים: כוכבי לכת גז ענקיים שמסתובבים קרוב מאוד לכוכבו. HD 189733 שוכן קרוב מאוד לכוכבו, שנקרא HD 189733A, רק שלושים וחמישים המרחק שכדור הארץ מהשמש, ומסתובב סביב הכוכב תוך 2.2 יום. בנוסף, המערכת נמצאת במרחק של 63 שנות אור בלבד, קרוב כל כך שניתן לראות את הכוכב שלה עם משקפת ליד ערפילית המשקולת המפורסמת.
למרות שכוכבו מעט קטן וקריר יותר מהשמש, זה הופך את האקלים של הפלנטה לחם במיוחד, בגובה של מעל 1000 מעלות צלזיוס, והאווירה העליונה מוכה על ידי קרינת אולטרה סגולה ואולטרה סגול קיצונית ואנרגטית.
אף על פי שלא חשבו שהאווירה של HD 189733b מתנדפת (כמו אקסופלאנט דומה שנקרא Osiris, או HD 209458b), אסטרונומים ידעו שהפוטנציאל היה שם. הגזים האטמוספריים משתרעים הרבה מעבר ל"שטח "הפלנטרי המאפשר לעבור אור כוכבים, ובצפיות קודמות הצליחו האסטרונומים להציץ לאילו תרכובות כימיות מקיפות את HD 189733b. מניתוח זה, הסיקו מדענים כי מים ומתאן נמצאים באטמוספרה; ובהמשך טלסקופ החלל שפיצר אפילו מיפה את התפלגות הטמפרטורות ברחבי העולם. מחקרים נוספים הצביעו על שכבה חלקיקים דקה קיימת באטמוספירה העליונה של HD 189733b, ויוצרים עננים רפלקטיביים דקים.
האסטרונום אלן לקבלייה דה אטנגס ממכון פריזיקס לאסטרופיזיקה בצרפת הוביל צוות שהשתמש בהאבל בכדי להתבונן באווירה של כוכב לכת זה במהלך שתי תקופות בתחילת 2010 ובשלהי 2011, כשהוא צולל על רקע כוכב האם שלה. בעודו עם תאורה אחורית בדרך זו, האטמוספירה של כדור הארץ מטבעה את חתימתו הכימית על אור הכוכבים, ומאפשרת לאסטרונומים לפענח את המתרחש בסולמות זעירים מכדי שתוכלו לתאר באופן ישיר. הם קיוו לראות את האווירה המתנדפת, אך התאכזבו בשנת 2010.
"קבוצת התצפיות הראשונה הייתה למעשה מאכזבת", אמר לקבלייה, "מכיוון שהם לא הראו שום זכר לאווירת הכוכב בכלל. הבנו שרק התחלנו במשהו יותר מעניין כשנכנסה מערכת התצפיות השנייה. "
תצפיות המעקב של הצוות, שנערכו ב -2011, הראו שינוי דרמטי, עם סימנים ברורים לפלומת גז שנשבה מכוכב הלכת בקצב של לפחות 1000 טון בשנייה, במהירויות של 300,000 קמ"ש, מה שנותן לכוכב הלכת מראה דמוי שביט.
"לא רק לא אישרנו שהאווירה של כוכבי לכת מתאדה", אמר לקבלייה, "צפינו בתנאים הפיזיים באטמוספירה המתאדהים משתנים לאורך זמן. איש לא עשה זאת בעבר. "
אז מדוע מצבה של האווירה השתנה?
למרות הטמפרטורה הקיצונית של כדור הארץ, האטמוספירה לא מספיק חמה להתאדות בקצב שנראה בשנת 2011. במקום זאת, האידוי מונע על ידי הרנטגן הקרינה והקרינה האולטרה-סגולה הקיצונית מכוכב האם, שהוא בערך פי 20 חזק יותר מזה של השמש שלנו. אם לוקחים בחשבון גם ש- HD 189733b הוא כוכב לכת ענק קרוב מאוד לכוכבו, אז הוא חייב לסבול ממנת רנטגן שגובהה פי 3 מיליון מכדור הארץ.
מכיוון שצילומי רנטגן ואור כוכבים אולטרה סגול קיצוני מחממים את האווירה של כדור הארץ וככל הנראה מניע את בריחתו, הצוות גם פיקח על הכוכב באמצעות הטלסקופ הרנטגן של סוויפט (XRT). ב- 7 בספטמבר 2011, שמונה שעות בלבד לפני שההאבל אמור היה לצפות במעבר, סוויפט עוקב אחר הכוכב כאשר שחרר התלקחות חזקה. הוא התבהר פי 3.6 בצילומי רנטגן, קפיץ המתרחש מעל רמות פליטה שהיו כבר גדולות יותר מזו של השמש.
"הקרבה של כוכב הלכת לכוכב פירושה שהוא הוכה על ידי פיצוץ של קרני רנטגן שעשרות אלפי פעמים חזקות מכדור הארץ, אפילו בזמן התלקחות סולארית מסוג X, הקטגוריה החזקה ביותר", אמר המחבר השותף פיטר ווטלי, פיזיקאי מאוניברסיטת וורוויק באנגליה.
לאחר שהסביר לגודלו העצום של כוכב הלכת, הצוות מציין כי HD 189733b נתקל בכ- 3 מיליון קרני רנטגן מכמות האדמה שמקבלת מפלסטיק סולארי בסף מחלקת ה- X.
"פליטת רנטגן היא חלק קטן מהתפוקה הכוללת של הכוכב, אבל זה החלק שהוא אנרגטי מספיק כדי להניע את אידוי האווירה", אמר המחבר השותף פיטר ווטלי מאוניברסיטת וורוויק, בריטניה. "זו הייתה התלקחות הרנטגן הבהירה ביותר מ- HD 189733A של כמה שנצפו עד כה, ונראה מאוד שההשפעה של התלקחות זו על הכוכב גרמה לאידוי שנראה כמה שעות אחר כך עם האבל."
הצוות גם אמר כי השינויים בתפוקת הכוכב עשויים לגרום לכך שהוא עובר תהליך עונתי הדומה למחזור כתמי השמש של 11 השמש.
הצוות מקווה להבהיר את השינויים שהיו עדים להם באמצעות תצפיות עתידיות עם טלסקופ החלל הרנטגן XMM-Newton של ESA של ESA, אך אומרים כי אין ספק כי כוכב הלכת נפגע מהתלקחות מהממים, ואין ספק כי קצב האידוי של האווירה של כוכב הלכת התהפכה.
מחקר זה מראה את היתרונות של מחקר שיתופי בין משימות, כאשר סוויפט ראתה את ההתלקחות, והאבל ראה את כמות הגז המסיבית שהופשטה מהאטמוספירה של כדור הארץ. זה גם נותן פוטנציאל למחקר עתידי, להשגיח על שינויים הן בכוכב והן באטמוספרה של עולמות אחרים.
סרטון זה ממרכז Goddard Spaceflight Space של נאס"א מספק מידע נוסף:
כיתוב תמונה מוביל: עיבוד האמן הזה ממחיש את אידוי האווירה של HD 189733b בתגובה להתפרצות עוצמתית מכוכב המארח שלה. טלסקופ החלל האבל של נאס"א זיהה את הגזים שברחו והלווין סוויפט של נאס"א תפס את התלקחות הכוכבים. קרדיט: מרכז טיסת החלל גודארד של נאס"א.
כיתוב תמונה שני: הטלסקופ האולטרה סגול / האופטי של סוויפט תפס את התצוגה הזו של הכוכב של HD 189733b ב- 14 בספטמבר 2011. התמונה היא 6 קשת דקות. קרדיט: נאס"א / סוויפט / סטפן אימלר
