Мир, где год длится всего полтора земных дня, а звезда на небе в сотни раз больше нашего Солнца. Это KELT-9 b — газовый гигант, разогретый до температур, при которых железо испаряется. Его атмосфера не просто нагрета, она буквально кипит и улетает в космос, словно пар над гигантским котлом. До сих пор этот побег замечали только по тени: атомы водорода поглощали свет звезды, когда планета проходила перед ней. Но тень не рассказывает всего — она смешивает в себе температуру, плотность и скорость газа.
Теперь астрономы поймали собственное свечение убегающего водорода. С помощью спектроскопии высокого разрешения (метода, раскладывающего свет на тончайшие оттенки) они зарегистрировали линию Hα — глубокий красный цвет водорода — от дневной стороны KELT-9 b. Линия оказалась не простой, а с характерным двугорбым профилем: пики по бокам и провал в центре. Это как сирена скорой помощи, которая звучит выше при приближении и ниже при удалении, — только здесь со светом. Часть газа движется к нам, часть от нас, а в середине — заслонка из более холодного водорода прямо перед горячей планетой.
Такой профиль — не просто красивая картинка. Он впервые напрямую показывает, как нагрет газ по вертикали, сколько там возбуждённых атомов и куда дуют ветры в верхних слоях атмосферы. Первые же модели говорят о мощном оттоке: планета теряет больше десяти миллиардов тонн вещества каждую секунду. Это один из самых высоких темпов потери массы, известных для газовых планет. Свечение водорода становится новым окном в эволюцию миров, купающихся в смертельном излучении своих звёзд. И теперь, глядя на этот свет, мы можем разглядеть, как гигантский котёл KELT-9 b выкипает в космос.
как её написали авторы, на английском arXiv:2606.23899
Intense high-energy irradiation of close-in gaseous exoplanets drives the rapid escape of their atmospheres, fundamentally shaping planetary demographics. While atmospheric loss is routinely observed via transit absorption in atomic hydrogen, helium, and metal ions, the underlying physical properties, specifically the thermal structure, outflow dynamics, and mass-loss rate, remain poorly constrained due to inherent degeneracies in the transmission geometry. Here we report the first detection of atomic hydrogen emission from the escaping atmosphere of a gas giant. Using high-resolution spectroscopy of the ultrahot Jupiter KELT-9 b, we detect a hydrogen Balmer line (H{\alpha} 6564.6 {\AA}) emission signature originating from the planetary dayside. The emission line profile features a distinctive double-peaked shape with 0.1-0.15% peak amplitudes at +/-30 km/s and central self-absorption. This profile breaks transmission degeneracies, providing direct observational constraints on the vertical thermal structure, excited-state hydrogen populations, and wind dynamics in the upper atmosphere of KELT-9 b. Initial modeling reveals a vigorous outflow with a mass-loss rate above 10^{13} g/s, among the highest measured to date for gaseous exoplanets. Our results establish hydrogen airglow emission as a powerful diagnostic of atmospheric escape, opening a new observational window into the evolution of worlds in extreme radiation environments.
KELT-9 b настолько горяч, что его атмосфера может содержать пары́ железа и титана — как в доменной печи.