研究人员首次探测到系外行星磁场

12月16日发表在《自然・天文学》（Nature Astronomy）期刊的一份研究，第一次探测到一颗系外行星上的磁场，并发现这颗行星上磁场与其大气化学成分的关系与现有的行星发展理论不相符。

系外行星HAT-P-11b的艺术假想图。（NASA）

地球上的磁场保护地球上的生物免受太阳风和宇宙高能射线的辐射，因此了解系外行星上的磁场也是探索外星生命的重要一步。

正如地球的磁场与太阳风相互作用会产生带电粒子，在地球周围形成一个磁层（magnetosphere）一样，哈勃望远镜探测到了系外行星HAT-P-11b外面由大量碳离子构成的磁层。这颗行星距离地球123光年，体积和海王星差不多大。

这颗行星的磁层很特别，不仅围绕着这颗行星，一些碳离子还以平均每小时10万英里的速度飞离行星，从而形成一条长达至少一个天文单位的尾巴。一个天文单位就是地球与太阳的距离。相比之下，地球磁层带电粒子飞行的时速大约是90万英里。

研究人员认为，HAT-P-11b上磁层的原理和地球上的一样，但是HAT-P-11b与其主星的距离只有地球与太阳距离的二十分之一，这使得HAT-P-11b的大气上层温度较高，物质被气化后在太空中形成一条长长的磁尾结构。

研究人员还发现，HAT-P-11大气层的金属丰度（metallicity）低于理论预期的水平。金属丰度就是含有比氢、氦重的化学元素的比例。

在太阳系，像天王星和海王星这样的低温气体行星，它们大气的金属丰度高，但是磁场弱;而体积比它们大得多的气态行星，像木星和土星，它们大气的金属丰度低，但是磁场强。科学家依据这些规律构建了行星演化理论模型。

HAT-P-11b的体积和海王星差不多，按照现有的行星发展理论，它的大气的金属丰度会较高。然而探测到HAT-P-11b大气的金属丰度却较低，这让研究人员意识到现有的行星演化理论不够完善。

主要研究者之一美国亚利桑那大学（University of Arizona）的吉尔达·巴莱斯特（Gilda Ballester）说：“虽然HAT-P-11b的质量只有木星的8%，但是我们认为它更像是一颗小型木星，而不像海王星。而我们在HAT-P-11b上看到的低金属丰度，意味着我们对系外行星形成的理论还有需要调整的地方。”