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发现系外行星失去大气后再次获得大气层!

发布单位:台北市立天文科学教育馆

Earth Sized Rocky Exoplanet GJ 1132 b

科学家用哈勃太空望远镜,发现一颗系外行星失去大气后再次获得大气层!这颗称为GJ 1132 b的行星绕着41光年外的一颗红矮星运转,是与地球大小接近的岩石行星。GJ 1132b与地球差异最大之处是其烟雾笼罩的大气层含有氢,甲烷和氰化氢。天文学家认为这不是行星的原始大气层!初始大气被在临近母恒星所发出的强烈辐射摧毁。而第二次大气层是行星地表下熔岩渗出气体所形成,且持续补充中,不然也会被恒星剥离。

天文学家认为GJ 1132 b原先是次海王星(sub-Neptune),直径是地球的数倍大。原先大气中有厚氢气层,但被年轻母恒星发出强烈辐射而迅速失去。在很短的时间,就被剥落成与地球大小差不多的裸核。但最令天文学家惊讶的是,哈勃观察到某些气体,根据的理论,属于“次级大气”。研究小组说,大气层由分子氢,氰化氢,甲烷组成,并且还含有雾霾。模拟表明,雾霾是光化学产生的碳氢化合物,类似于地球上的烟雾。他们认为GJ 1132b当前的大气中的氢,是原始大气的氢被吸收到行星熔融岩浆的地函中,并正通过火山过程缓慢释放形成新的大气。并仍不断补充中,以平衡逸出到太空中的氢气。

Super Earth Atmosphere

GJ 1132 b在某些方面与地球相似。两者具有相似的密度,相似的大小和相似的年龄(约45亿年),甚至气压也可能接近。由于GJ 1132 b非常靠近红矮星,以至于它每天1.6天绕其母恒星一次,这种极为接近的距离使GJ 1132 b保持潮汐锁定状态。由于GJ 1132b处于椭圆轨道,造成大量潮汐加热,如同木卫二(Io)有持续的火山活动。研究小组推论GJ 1132 b的内部温度很高,所以较冷的地壳非常薄,也许只有数百公尺厚,无法支持任何类似火山山脉。潮汐力使其平坦的地形像蛋壳一样破裂,氢和其他气体可能会通过这种裂缝释放出来。即将升空的詹姆斯·韦伯太空望远镜,能以红外波段观测这类系外行星岩浆池或火山爆发造成的热,令人期待。(编译/台北天文馆助理研究员李瑾)

Galaxy J0437+2456 is thought to be home to a supermassive, moving black hole. Credit: Sloan Digital Sky Survey (SDSS)
系外行星GJ 1132 b的大气光谱。橙色线代表模型光谱。蓝点为观察值及其误差线。显现GJ 1132b大气主要氢气与甲烷和氰化氢,该行星还具有引起光散射的气溶胶。

资料来源:SciTechDaily