YAN Dongdong, GUO Jianheng och Xing Lei från Yunnan Observatories of the Chinese Academy of Sciences, samarbetar med Huang Chenliang från University of Arizona, drog slutsatsen att det finns en expanderande och flyktande termisk neutral väteatmosfär runt heta Jupiter WASP-121b genom att simulera det optiska transmissionsspektrumet (Hα) för denna exoplanet. Studien publicerades i The Astrofysiska tidskriftsbrev .

Man fann att de kallare väteatomerna i atmosfären av en het Jupiter nära dess värdstjärna kan fly på ett dramatiskt sätt genom att analysera observationssignalerna i det avlägsna ultravioletta våglängdspassbandet. Denna flykt kallas den hydrodynamiska flykten. Genom denna mekanism, planetariska atmosfärer förlorar enorma mängder material, som har en allvarlig inverkan på planetens evolution.

Ett litet antal heta väteatomer finns i planetens atmosfär. På senare år har svaga absorptionssignaler (t.ex. Hα-transmissionsspektra för väte) har upptäckts när heta väteatomer i planetatmosfären skuggar värdstjärnan. Dock, det har saknats en förklaring som relaterar absorptionssignalerna som genereras av dessa hetare väteatomer till atmosfärisk flykt.

Forskarna har utvecklat en modell för hydrodynamisk flyktatmosfär och en modell för strålningsöverföring. Hastigheten, atmosfärens temperatur och densitet erhölls genom att lösa den hydrodynamiska vätskeekvationen, och sedan beräknades absorptionen av planetatmosfären till stjärnljuset frekvens för frekvens och punkt för punkt. Baserat på modellerna, de beräknade populationerna av heta och kalla väteatomer och simulerade sedan det optiska bandets (Hα) transmissionsspektrumobservationer av heta Jupiter WASP-121b vid olika observationstider.

Forskarna fann att det finns en enorm mängd neutral vätgas som läcker ut runt planeten, som kan förlora upp till tio biljoner ton materia per år. De heta väteatomerna i materialet som skjuts ut av planeterna kan färdas snabbare än ljudets hastighet, orsakar absorption vid optiska våglängder. De fann också att signalerna för hydrodynamisk flykt från planetatmosfären kan detekteras av markbaserade teleskop, och signalerna i det optiska bandet kan användas som en sond för att detektera atmosfärsutsläpp.

Förutom, forskarna fann att förändringarna i planetatmosfärens absorptionsnivå vid olika tidpunkter kan återspegla värdstjärnans olika aktivitetsegenskaper, med stjärnans starkare aktivitetsnivå som leder till djupare absorption av planetatmosfären.

Denna studie hjälper till att bättre förstå inverkan av värdstjärnans aktivitet på planetarisk atmosfärs flykt.