32 lat świetlne od nas znajduje się układ planetarny AU Microscopii, w skrócie AU Mic. Gwiazda należąca do czerwonych karłów posiada prawdopodobnie trzy planety. Wiek gwiazdy oceniany jest na 100 milionów lat (dla porównania - wiek Słońca to 4,6 miliarda lat).

Najbardziej wewnętrzna planeta w tym systemie, AU Mic b ma okres orbitalny 8,46 dnia i znajduje się w odległości od swojej gwiazdy odpowiadającej około jednej dziesiątej dystansu Merkurego od Słońca. Średnica planety jest czterokrotnie większa niż rozmiary Ziemi.

Planetę odkryto w 2020 roku na podstawie obserwacji wykonanych przy pomocy kosmicznych teleskopów (Spitzer oraz TESS). Swoją obecność ujawniła dzięki metodzie tranzytów, czyli obserwacji niewielkich spadków jasności gwiazdy w chwilach, gdy planeta przechodziła na linii widzenia teleskop-gwiazda.

Czerwone karły to najpowszechniejszy rodzaj gwiazd w Drodze Mlecznej, naszej galaktyce. Można więc przypuszczać, że posiadają też największy procent planet. Wątpliwość budzi jednak kwestia, czy takie planety nadają się do zamieszkania, ponieważ czerwone karły generują potężne rozbłyski. Ich okres tego typu aktywności trwa znacznie dłużej niż w przypadku gwiazd takich jak Słońce.

Mechanizm zasilający rozbłyski związany jest z silnymi polami magnetyczni splątanymi przez wirujące ruchy w atmosferze gwiazdy. Gdy splątanie staje się zbyt intensywne, pola magnetyczne „pękają” i łączą się ponownie, uwalniając przy tym wielkie ilości energii, od 100 do 1000 razy większe niż Słońce uwalnia w swoich wybuchach. Taka aktywność powoduje, że silny wiatr gwiazdowy, rozbłyski i promieniowania rentgenowskie docierają do planet krążących w pobliżu gwiazdy. Szczególnie narażona na takie odziaływania jest atmosfera takiej planety.

Planeta, która powstała w ciągu pierwszych 100 milionów lat życia czerwonego karła powinna utracić większość swojej atmosfery, a być może nawet całą. Naukowcy chcieliby zbadać, które planety są w stanie przetrwać ten krytyczny okres i jakie warunki mogą na nich panować, gdy gwiazda w końcu się uspokoi.

W przypadku AU Mic b wiadomo że atmosfery planety ucieka wodór, rozgrzany do takiego stopnia, że jest w stanie uciec z pola grawitacyjnego planety. Ta ucieczka wodoru jest obserwowana przez astronomów, ale podczas jednego z tranzytów Teleskop Hubble’a zauważył zmienność w tym procesie – zaskakujący brak utraty wodoru.

Naukowcy proponują dwa potencjalne wyjaśnienia tej zmiany. Być może potężny rozbłysk gwiazdy, który był widoczny siedem godzin wcześniej, spowodował fotojonizację uciekającego wodoru do punktu, w którym stał się przezroczysty dla światła i dlatego nie można go było wykryć.

Inne możliwe wyjaśnienie to kształtowanie wypływu wodoru z planety przez wiatr gwiazdowy, powodujące że czasami jesteśmy w stanie obserwować wypływ, a czasami nie. Taki proces przewidują niektóre modele teoretyczne.

Badacze mają nadzieję, że kolejne obserwacje tranzytów AU Mic b przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Hubble’a pozwolą wyjaśnić dokładniej, jakie procesy faktycznie zachodzą przy ucieczce atmosfery z planet krążących wokół czerwonych karłów.

Wyniki badań opisano w artykule, który został przyjęty do druku w czasopiśmie „The Astronomical Journal”.(PAP)

cza/ agt/