YAN Dongdong, GUO Jianheng e Xing Lei degli Osservatori dello Yunnan dell'Accademia cinese delle scienze, collaborando con Huang Chenliang dell'Università dell'Arizona, ha dedotto che c'è un'atmosfera di idrogeno neutra termica in espansione e in fuga attorno al caldo Giove WASP-121b simulando lo spettro di trasmissione ottica (Hα) di questo esopianeta. Lo studio è stato pubblicato su The Lettere per riviste astrofisiche .

È stato scoperto che gli atomi di idrogeno più freddi nell'atmosfera di un Giove caldo vicino alla sua stella ospite possono fuggire in modo drammatico analizzando i segnali di osservazione nella banda passante della lunghezza d'onda dell'ultravioletto lontano. Questa fuga è chiamata fuga idrodinamica. Attraverso questo meccanismo, le atmosfere planetarie perdono enormi quantità di materiale, che ha un grave impatto sull'evoluzione planetaria.

Un piccolo numero di atomi di idrogeno caldo è presente nell'atmosfera del pianeta. Negli ultimi anni, segnali di assorbimento deboli (ad es. spettri di trasmissione Hα dell'idrogeno) sono stati rilevati quando gli atomi di idrogeno caldi nell'atmosfera planetaria ombreggiano la stella ospite. Però, c'è stata una mancanza di spiegazione in relazione ai segnali di assorbimento generati da questi atomi di idrogeno più caldi alla fuga atmosferica.

I ricercatori hanno sviluppato un modello idrodinamico dell'atmosfera di fuga e un modello di trasferimento delle radiazioni. La velocità, temperatura e densità dell'atmosfera sono state ottenute risolvendo l'equazione del fluido idrodinamico, e poi si calcolava frequenza per frequenza e punto per punto l'assorbimento dell'atmosfera planetaria alla luce stellare. Sulla base dei modelli, hanno calcolato le popolazioni di atomi di idrogeno caldi e freddi e quindi hanno simulato le osservazioni dello spettro di trasmissione della banda ottica (Hα) di Giove caldo WASP-121b in diversi tempi di osservazione.

I ricercatori hanno scoperto che c'è un'enorme quantità di gas idrogeno neutro che fuoriesce in tutto il pianeta, che potrebbe perdere fino a dieci trilioni di tonnellate di materia all'anno. Gli atomi di idrogeno caldo nel materiale espulso dai pianeti possono viaggiare più velocemente della velocità del suono, causando assorbimento a lunghezze d'onda ottiche. Hanno anche scoperto che i segnali di fuga idrodinamica dall'atmosfera planetaria possono essere rilevati da telescopi terrestri, ei segnali nella banda ottica possono essere utilizzati come sonda per rilevare la fuga dall'atmosfera.

Oltretutto, i ricercatori hanno scoperto che i cambiamenti nel livello di assorbimento dell'atmosfera planetaria in momenti diversi possono riflettere le diverse caratteristiche di attività della stella ospite, con il livello di attività più forte della stella che porta all'assorbimento più profondo dell'atmosfera planetaria.

Questo studio aiuta a comprendere meglio l'influenza dell'attività della stella ospite sulla fuga dall'atmosfera planetaria.