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行星火烤滋味,以大气逸散闻名的热木星证实拖着7倍长蒸气尾巴

2024-1-7 未解之谜网

有些行星正经历永远不会结束的夏天,比如承受着母恒星近距离火烤的热木星 WASP-69b,被望远镜发现拖着一条长 56 公里、比行星本身长 7 倍的蒸气尾巴。

自 30 多年前人类发现第一颗围绕太阳以外恒星运行的系外行星以来,迄今我们已确认超过 5,000 颗系外行星,我们可透过行星质量、半径、围绕母星公转轨道周期等属性对它们分类。

但我们却看到令人惊讶的结果:系外行星有热地球、热木星,却没有热海王星;有大量超级地球和迷你海王星(大小约海王星一半、地球半径 200%),却没有半径介于两者之间的行星。

天文学家努力想解决这个谜题,苦于没有令人信服的直接支持证据,但一篇研究蒸发系外行星 WASP-69b 的新论文,可能为上述问题提供关键线索。

过去 10 年我们了解到多数恒星至少都带有 1 颗行星,且行星绕母星运行的距离比水星绕太阳距离还要近,因此行星大气层都承受着母星辐射侵蚀,也造就我们发现的多数行星类型。

WASP-69b 分类上属于热木星,大小与木星相当,距离地球约 160 光年,于 10 年前被发现,公转母恒星一圈轨道周期不到 4 天;相比之下,距离太阳最近的行星水星轨道周期为 88 天。

原本以卡拉阿托天文台 3.5 米望远镜、帕洛马山天文台 5 米望远镜观测的 WASP-69b 没有发现尾巴踪迹;新研究利用凯克天文台更大的 10 米望远镜与 NIRSPEC 光谱仪,对 WASP-69b 逃逸大气层进行了更详细结构的观测,结果显示从 WASP-69b 逃逸的气体(氢气、氦气)受高能辐射和恒星风导引,形成推向地球方向的超长蒸气尾巴。

由于 WASP-69b 和灼热母恒星距离实在太近,它的大气层物质以每秒 20 万吨速度沸腾蒸发。

幸运的是 WASP-69b 大气层不会被完全蒸发殆尽。由于 WASP-69b 质量约地球 90 倍,物质储备量非常充足,即使失去一部分质量也不会对行星生命周期产生太大影响,至少在这颗恒星走向生命尽头前,WASP-69b 不存在失去整个大气层的危机。

这颗行星面对如此极端环境仍表现出高韧性,乐观点想,行星承受极端变化的能力可能远超出我们想象。

新论文发表在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)。

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