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翻译:陈玮菁
编排:张莹
后台:库特莉亚芙卡、李子琦、胡永葳、朱宸宇
https://www.space.com/hot-bright-giant-stars-strip-planets
一颗海王星大小的系外行星绕着一颗蓝色A型恒星运行。
加州大学伯克利分校的研究人员发现了一颗海王星大小的行星,它围绕着一颗明亮的大质量恒星运行。这颗被命名为HD 56414 b的气态巨行星正在被它的母星剥离其大气层。
这意味着,海王星大小的行星在围绕明亮的大质量恒星运行时,可能会被强烈的恒星辐射剥离其外层气体层。这个过程会将这些行星的尺寸缩小到一个几乎无法探测到的核心,这可能解释了为什么天 学家没有发现更多这类行星。
而在之前,我们也做过对于这类行星的初步科普:
加州大学伯克利分校的研究生史蒂 ·贾卡隆(Steven Giacalone)在一份陈述中说:“这是我们所知的围绕这些大质量恒星的最小的行星之一。事实上,其母星有一颗比木星还小的行星,在这类恒星中它是我们所知温度最高的。这颗行星之所以有趣,首先是因为这些类型的行星真的很难找到,在可预见的未来,我们可能不会找到很多这样的行星。”
尽管HD 56414 b是在这颗恒星周围发现的最小的行星之一,但它仍然是地球的3.7倍大。HD 56414 b是美国宇航局的TESS任务它掩食其宿主恒星时发现的。这颗海王星大小的行星距离其恒星非常近,绕其一周只需29个地球日。
自1992年发现第一颗太阳系外行星以来,30年来,天 学家已经在其他恒星周围发现了大约5000个行星。然而,发现的系外行星的宿主恒星大多是比太阳小的恒星(红矮星),或者比太阳质量稍大一点的恒星。大约99%的系外行星发现都符合这一特征。
除此之外,迄今为止发现的大多数系外行星都是木星大小的行星,靠近它们的母恒星。
在最大的恒星或A型恒星周围发现的系外行星很少,而A型恒星恰好也是最亮、最热、寿命最短的恒星体。它们周围小的行星就更少了。
这意味着,在大质量恒星周围看到的气体巨行星中,只有不到1%的质量小于木星。
部分原因可能是因为木星大小的行星具有更大的引力,可以比海王星大小的行星更紧密地抓住它们的大气层,尽管这两种大小的行星都由气体组成。
“在行星的中心质量和大气的延展程度之间有一种平衡,”贾卡隆解释说。“对于木星大小或更大的行星来说,这颗行星的质量足够大,可以通过引力抓住其延展的大气层。而对于海王星大小的行星来说,它们的大气仍然是延展的,但行星没有那么大,所以它们更容易失去大气。”
这意味着木星大小的行星不太可能被剥离到只剩几乎不可见的核心,即使是在靠近母星的时候也不会这样。
NASA凌日系外行星勘测卫星(TESS)工作中的插图。
暖海王星和热海王星
HD 56414 b是天 学家所说的“暖海王星”,它位于恒星内层区域之外,离恒星没有那么近,行星的大气层因而不会被剧烈地剥离。它的发现可能意味着,在离明亮的A型恒星更近的轨道上,有大量看不见的“热海王星”被剥离了外层,剩下了冒烟的核心。
天 学家已经确定,在质量较小的类太阳恒星旁边,海王星大小的行星数量比预期的要少。我们缺乏对这类行星的探测,俗称“热海王星沙漠”现象。但我们不确定缺乏对A型恒星周围热海王星的探测是否是出于同样的原因,还是因为它们的母恒星要明亮得多所以才不容易观测到这些行星。
加州大学伯克利分校天 学助理教授考特尼·德莱西(Courtney Dressing)在陈述中说:“确定“热海王星沙漠”现象是否也会延伸到A型恒星,有助于深入了解近紫外线辐射在控制大气逃逸方面的重要性。”
解开这个谜团并填补系外行星大小上的空白(要么大于木星,要么与地球相近)可能需要用更灵敏的探测方法。德莱西和贾卡隆将继续在A型恒星周围寻找海王星大小的行星,并搜索热海王星沙漠现象。
与此同时,暖海王星的发现可以帮助天 学家更好地了解系外行星的大气层是如何演化的,这些行星在哪里形成的,以及它们在演化过程中是向内还是向外移动。
“这一结果对于理解大气质量损失的物理规律以及研究小型行星的形成和演化非常重要。这是一个关于行星如何随着时间的推移保持其大气的大问题,”德莱西说。“当我们观察较小的行星时,我们观察的是它最初从吸积盘形成时的大气?还是说看到的是一种随着时间的推移从行星排放出来的大气?”
德莱西接着补充说,如果天 学家能够观测一系列系外行星,它们从宿主恒星接收的辐射量各不相同,尤其是辐射的波段不相同的情况,可能有助于模拟行星如何随着时间的推移保持其大气层。
对A型恒星的研究应该会帮助我们进行这项研究,因为围绕它们运行的行星接收到的近紫外线辐射要比x射线辐射或极端紫外线辐射多得多。
研究人员得出结论,在这个只有4.2亿年历史的恒星系统(比46亿岁的太阳要小得多)中,这颗行星与它的恒星相当接近,而辐射正在剥离它的大气层。
HD 56414 b的大气层仍会保持10亿年时间,这段时间足够让它的母星燃烧殆尽。这将导致恒星发生引力坍缩,引发超新星爆炸,可能将会留下中子星或黑洞。
『天 湿刻』 牧夫出品
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由3个红外滤镜拍摄合成的木星照片。
图源:NASA官
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