哈勃意外發現一顆快速蒸發的系外行星!將變成岩石版超級地球!
哈勃尋找失落的星球過程中意外發現了一顆快速蒸發的系外行星!
科學家在進行系外行星觀測時,常常發現令人驚訝的行星,例如熱行星,這些行星非常熱以至於被蒸發(可以腦補一下那個畫面)。幾年前,天文學家使用美國宇航局的哈勃太空望遠鏡發現已知最熱的熱行星之一(gj436b,也被稱為熱海王星)正在失去它的大氣層。但是這顆行星還不會到被蒸發的程度,但溫度較高的行星可能就沒那麼幸運了。
現在,天文學家已經用哈勃望遠鏡捕捉到了第二顆「非常溫暖」的行星(gj3470b,熱海王星2號),它正在以比gj436b快100倍的速度失去它的大氣層。這兩顆行星都距離恆星約370萬英里,這個距離相當於太陽系最內層行星水星到太陽距離的十分之一。
這張圖表根據系外行星的大小和離恆星的距離繪製。每個點代表一顆系外行星。木星大小的行星(位於圖的頂部)和地球大小的行星以及所謂的超級地球(位於圖的底部)都在它們的恆星附近和遠處被發現。但是像海王星一樣大的行星(在圖中央)在它們的恆星附近是罕見的。GJ 3470b是位於沙漠邊緣的一顆溫暖的海王星,探測到它的大氣層正在迅速消失,這表明更熱的海王星可能已經被侵蝕成更小的岩石超級地球。
科學家對此驚訝異常,他認為這是第一個在行星進化方面如此引人注目的案例,同時也是行星在其生命周期中經歷重大質量損失的最極端例子之一。這一巨大的質量損失對其演化產生了重大影響,它影響了我們對靠近恆星的系外行星的起源和命運的理解。
就像之前發現的蒸發行星一樣,恆星強烈的輻射會將大氣加熱到一定程度,使其脫離行星的引力,就像一個沒有系住的熱氣球。逸出的氣體在地球周圍形成巨大的雲,消散在太空中。gj3470b的蒸發速度可能比gj436b快的一個原因是,它的密度沒有gj3470b大,所以它不太可能受重力作用而依附在加熱的大氣層上。
更重要的是,這顆承載著gj3470b的恆星只有20億年的歷史,而這顆行星gj436b所環繞的恆星則有40億到80億年的歷史。這顆年輕的恆星能量更大,所以它對熱地球的轟擊比gj436b接收到的要多。它們都是紅矮星,比我們的太陽小,壽命長。
發現兩個蒸發熱海王星版本的這些遙遠的世界是罕見的它們的最終命運是縮小到最常見的已知的太陽系外行星最終,這些行星可能會進一步縮小,成為超級地球,更大的岩石地球版本。
研究人員利用哈勃太空望遠鏡的成像光譜儀,探測了環繞在行星周圍的一個巨大繭狀物中的氫原子發出的紫外線信號。中間的氫氣繭過濾掉了一些星光。這些結果被解釋為地球大氣層進入太空的證據。研究小組估計,這顆行星在其生命周期中已經丟失了多達35%的物質,因為當它的紅矮星更年輕、放射出更多輻射時,其質量損失的速度可能更快。如果這顆行星繼續快速地失去物質,它將在幾十億年後縮小到一個小海王星。經過觀測發現氫可能不是唯一蒸發掉的元素,它可能是其他物質流向太空的信號。研究人員計劃用哈勃望遠鏡尋找比氫和氦重的元素,這些元素與氫氣一起逃離了地球。
觀察這兩個熱海王星的蒸發是令人興奮的,但是科學家們知道他們需要更多的研究來證實預測。但是目前的問題是,在離地球150光年遠的熱海王星中無法探測到氫氣,因為它被星際氣體所掩蓋,而GJ 3470b距離地球97光年。
科學家稱,他們接下里可能將配合韋伯望遠鏡來進一步研究該區域的觀測,了解熱海王星的蒸發現象。
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