哈勃意外发现一颗快速蒸发的系外行星!将变成岩石版超级地球!

哈勃寻找失落的星球过程中意外发现了一颗快速蒸发的系外行星!

科学家在进行系外行星观测时,常常发现令人惊讶的行星,例如热行星,这些行星非常热以至于被蒸发(可以脑补一下那个画面)。几年前,天文学家使用美国宇航局的哈勃太空望远镜发现已知最热的热行星之一(gj436b,也被称为热海王星)正在失去它的大气层。但是这颗行星还不会到被蒸发的程度,但温度较高的行星可能就没那么幸运了。

现在,天文学家已经用哈勃望远镜捕捉到了第二颗“非常温暖”的行星(gj3470b,热海王星2号),它正在以比gj436b快100倍的速度失去它的大气层。这两颗行星都距离恒星约370万英里,这个距离相当于太阳系最内层行星水星到太阳距离的十分之一。

这张图表根据系外行星的大小和离恒星的距离绘制。每个点代表一颗系外行星。木星大小的行星(位于图的顶部)和地球大小的行星以及所谓的超级地球(位于图的底部)都在它们的恒星附近和远处被发现。但是像海王星一样大的行星(在图中央)在它们的恒星附近是罕见的。GJ 3470b是位于沙漠边缘的一颗温暖的海王星,探测到它的大气层正在迅速消失,这表明更热的海王星可能已经被侵蚀成更小的岩石超级地球。

科学家对此惊讶异常,他认为这是第一个在行星进化方面如此引人注目的案例,同时也是行星在其生命周期中经历重大质量损失的最极端例子之一。这一巨大的质量损失对其演化产生了重大影响,它影响了我们对靠近恒星的系外行星的起源和命运的理解。

就像之前发现的蒸发行星一样,恒星强烈的辐射会将大气加热到一定程度,使其脱离行星的引力,就像一个没有系住的热气球。逸出的气体在地球周围形成巨大的云,消散在太空中。gj3470b的蒸发速度可能比gj436b快的一个原因是,它的密度没有gj3470b大,所以它不太可能受重力作用而依附在加热的大气层上。

更重要的是,这颗承载着gj3470b的恒星只有20亿年的历史,而这颗行星gj436b所环绕的恒星则有40亿到80亿年的历史。这颗年轻的恒星能量更大,所以它对热地球的轰击比gj436b接收到的要多。它们都是红矮星,比我们的太阳小,寿命长。

发现两个蒸发热海王星版本的这些遥远的世界是罕见的它们的最终命运是缩小到最常见的已知的太阳系外行星最终,这些行星可能会进一步缩小,成为超级地球,更大的岩石地球版本。

研究人员利用哈勃太空望远镜的成像光谱仪,探测了环绕在行星周围的一个巨大茧状物中的氢原子发出的紫外线信号。中间的氢气茧过滤掉了一些星光。这些结果被解释为地球大气层进入太空的证据。研究小组估计,这颗行星在其生命周期中已经丢失了多达35%的物质,因为当它的红矮星更年轻、放射出更多辐射时,其质量损失的速度可能更快。如果这颗行星继续快速地失去物质,它将在几十亿年后缩小到一个小海王星。经过观测发现氢可能不是唯一蒸发掉的元素,它可能是其他物质流向太空的信号。研究人员计划用哈勃望远镜寻找比氢和氦重的元素,这些元素与氢气一起逃离了地球。

观察这两个热海王星的蒸发是令人兴奋的,但是科学家们知道他们需要更多的研究来证实预测。但是目前的问题是,在离地球150光年远的热海王星中无法探测到氢气,因为它被星际气体所掩盖,而GJ 3470b距离地球97光年。

科学家称,他们接下里可能将配合韦伯望远镜来进一步研究该区域的观测,了解热海王星的蒸发现象。

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