Międzynarodowy zespół naukowy pod przewodnictwem ekspertów z Université de Genève (UNIGE) i przy współpracy innych instytucji z sieci NCCR PlanetS opublikował 1 grudnia 2025 roku wyniki, które oznaczają naukowy przełom w badaniu egzoplanet. Przy użyciu teleskopu kosmicznego James Webb Space Telescope (JWST) zarejestrowano ogromne chmury helu uciekające z atmosfery egzoplanety WASP-107b — zjawisko, które do tej pory nie zostało odnotowane z taką precyzją i zakresem.

WASP-107b, odkryta w 2017 roku, krąży wokół gwiazdy typu K w odległości około 210 lat świetlnych w gwiazdozbiorze Panny. Chociaż jej rozmiar jest porównywalny z Jowiszem (promień ok. 0,96 Jowisza), jej masa to zaledwie około 9–12% masy Jowisza — co zalicza ją do rzadkiej klasy tzw. egzoplanet „super-puff”, o niezwykle rozrzedzonej atmosferze i małej gęstości. Jej orbita znajduje się niezwykle blisko gwiazdy — około siedem razy bliżej niż Merkury Słońca — co w połączeniu z silnym promieniowaniem gwiezdnym czyni atmosferę niezwykle podatną na utratę gazów.

Pierwszy przegląd wycieku atmosferycznego w czasie rzeczywistym

Zespół astronomów wykorzystał instrument NIRISS-SOSS teleskopu JWST do spektroskopowego pomiaru tranzytu WASP-107b przed swoją gwiazdą. To, co zostało zarejestrowane — absorpcja helu przed tranzytem około 1,5 godziny przed samym wejściem planety w dysk tranzytowy — świadczy o tym, że gaz helowy nie tylko przepływa za planetą, ale także przed nią, wzdłuż orbity. Najsilniejsza absorpcja helu wyniosła około 2,4% (z niesamowitą pewnością statystyczną 36σ), podczas gdy detekcja w fazie przed- i po-tranzytowej była na poziomie 17σ. Potwierdza to ciągłą i silną ucieczkę atmosfery w formie ogromnej, rozrzedzonej „otoczki” lub egzosfery, która rozciąga się na dziesiątki promieni planety.

Geometria ucieczki atmosferycznej: ogon i chmura przednia

Modele zachowania atmosfery, opracowane w UNIGE, sugerują, że masa helu nie ogranicza się tylko do ogona za planetą, ale kształtuje także przednią chmurę — co nadaje układowi wygląd niemal kometarny. Gaz ten ciągle absorbuje światło gwiazdy i sprawia, że zmiany jasności są widoczne nawet przed wejściem planety w tranzyt, co stanowi najbardziej przekonujący dotychczas odnotowany przykład „ucieczki atmosferycznej” (atmospheric escape) u egzoplanet.

Oprócz helu, JWST zarejestrował również ślady pary wodnej (H₂O), tlenku węgla (CO), dwutlenku węgla (CO₂) i amoniaku (NH₃). Co ciekawe, u WASP-107b — pomimo czułości instrumentów — nie wykryto metanu (CH₄), co rzuca światło na niezwykłą strukturę chemiczną atmosfery i wskazuje na silne procesy mieszania oraz nierównowagę chemiczną.

Implikacje dla pochodzenia i ewolucji planet

Wszystkie te cechy — duży rozmiar przy małej masie, rozległa atmosfera, obecność helu, wody i molekuł, przy braku metanu — wspierają scenariusz, według którego WASP-107b nie powstała na swojej obecnej orbicie. Prawdopodobnie uformowała się znacznie dalej od gwiazdy, następnie wyemigrowała blisko niej, a wskutek intensywnego promieniowania zyskała nadętą atmosferę, którą teraz traci w kosmos.

Jest to kluczowe dla zrozumienia ewolucji egzoplanet: pokazuje, że straty atmosferyczne — zwłaszcza u blisko orbitujących światów gazowych i pół-gazowych — mogą dramatycznie zmienić ich strukturę i skład chemiczny w czasie. Badanie takich układów daje cenny wgląd w rozszerzanie się i zanikanie atmosfer, ale także w migracje planet wewnątrz ich układów.

Dlaczego odkrycie jest rewolucyjne

Wcześniej hel zidentyfikowano w atmosferze WASP-107b za pomocą teleskopu Hubble'a (2018), a kolejne badania wskazywały na wydłużone ogony gazów w egzosferze. Jednak dzięki nowym pomiarom JWST astronomowie uzyskali pierwszy niezwykle szczegółowy i wszechstronny „fotograficzny” obraz wycieku atmosfery — w czasie rzeczywistym i ze spektroskopową precyzją. Stanowi to punkt zwrotny w sposobach, w jakie możemy monitorować ewolucję zewnętrznych atmosfer egzoplanet.

Eksperci podkreślają, że taki proces rozrzedzania atmosferycznego, chociaż powolny dla planety takiej jak Ziemia — u której ucieka zaledwie kilka kilogramów gazu na sekundę — u egzoplanet typu super-puff może oznaczać całkowite wyparowanie atmosfery w ciągu milionów lub miliardów lat, co może fundamentalnie zmienić los takich planet.

Dlatego WASP-107b staje się nowym punktem odniesienia dla zrozumienia, jak promieniowanie gwiezdne i słabość grawitacyjna mogą kształtować losy egzoplanet, wpływać na ich masę, skład atmosferyczny i długoterminową stabilność.