天文學(xué)家稱，GJ 367b是另一個(gè)圍繞紅矮星運(yùn)行的死亡世界

2025-12-08 14:00:42 分類：百科 閱讀(5)

系外行星Gliese 367 b的插圖。這是繞紅一顆古怪的行星，可能完全由鐵組成。矮星它的運(yùn)行紅矮星可能剝離了它的外層硅酸鹽層和大氣層。信用:uux.cn/美國(guó)國(guó)家航空航天局
（神秘的亡世地球uux.cn）據(jù)今日宇宙（埃文·高夫）：紅矮星系外行星的可居住性是空間科學(xué)中的一個(gè)熱門話題。這些昏暗的天文小恒星擁有許多系外行星，包括地球大小的個(gè)圍小型巖石行星。但是繞紅這些小恒星會(huì)發(fā)出極其強(qiáng)大的耀斑，能夠破壞和剝離大氣層。矮星
如果我們想要了解紅矮星的運(yùn)行可居住性，我們需要了解環(huán)繞它們的亡世系外行星的大氣層。
在新的天文研究中，天文學(xué)家研究了經(jīng)常提到的個(gè)圍系外行星GJ 367b的大氣，但是繞紅什么也沒有發(fā)現(xiàn)。這顆行星很可能失去了很久以前的揮發(fā)物，它所圍繞的紅矮星對(duì)此負(fù)有責(zé)任。
Gliese 367是一顆紅矮星(M矮星)，距離我們大約30光年，有三顆已知的系外行星圍繞它運(yùn)行。天文學(xué)家在2021年通過美國(guó)國(guó)家航空航天局的TESS(凌日系外行星調(diào)查衛(wèi)星)發(fā)現(xiàn)了GJ 367b及其兄弟姐妹。GJ 367b是一顆超短周期行星，完成一周軌道僅需7.7小時(shí)，并且很可能被其恒星鎖定。它離紅矮星如此之近，以至于它接收的輻射比地球從太陽(yáng)接收的輻射多幾百倍。所有的輻射沖擊著它的表面，這意味著它的晝側(cè)溫度約為1500攝氏度(1770K；2730華氏度)。
GJ 367b是一個(gè)亞地球，半徑約為地球的72%。但它密度極高，幾乎是地球的兩倍。科學(xué)家認(rèn)為它主要是鐵，其外層硅酸鹽已經(jīng)被剝離。它有時(shí)被稱為鐵行星。
與其他恒星相比，在紅矮星周圍更容易發(fā)現(xiàn)系外行星，因?yàn)樗鼈兏?、更小。這有助于用凌日法和徑向速度法找到行星。所以研究它們是有意義的，因?yàn)樗鼈償?shù)量眾多，而且我們可以看到很多。
在一篇新的尚未發(fā)表的論文中，研究人員用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的中紅外儀器(MIRI)檢查了GJ 367b。)論文是“GJ 367b是一個(gè)黑暗、炎熱、沒有空氣的地下世界?！彼F(xiàn)在已經(jīng)印好了，貼在arXiv服務(wù)器上，作者是邁克爾·張，芝加哥大學(xué)天文和天體物理系的博士后研究員。
論文的標(biāo)題泄露了結(jié)論，但細(xì)節(jié)很有趣。
GJ 367b不可能適合居住，因?yàn)樗x恒星太近了。但是天文學(xué)家對(duì)圍繞紅矮星(M矮星)運(yùn)行的系外行星非常感興趣。)一方面，紅矮星數(shù)量眾多；銀河系中一半的恒星可能是紅矮星，也許遠(yuǎn)不止這些。因此，我們銀河系中的大部分系外行星很可能圍繞紅矮星運(yùn)行，行星獵人已經(jīng)在紅矮星周圍發(fā)現(xiàn)了大量的系外行星。
作者寫道:“圍繞M矮星運(yùn)行的小型巖石行星是否能夠擁有大氣層，這個(gè)問題對(duì)于可居住性至關(guān)重要?！奔t矮星比類太陽(yáng)恒星更容易研究，因?yàn)榧t矮星更暗更小。像我們的太陽(yáng)這樣更大更亮的恒星可以淹沒系外行星大氣。但是當(dāng)談到紅矮星系外行星的潛在可居住性時(shí)，一只大象爬進(jìn)了房間:燃燒。
“然而，長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為M矮星的高能輻射、耀斑和長(zhǎng)前主序剝離了行星大氣；這種情況發(fā)生的程度是一個(gè)積極研究的課題，”研究人員解釋說(shuō)。
它之所以成為如此活躍的研究領(lǐng)域，是因?yàn)槲覀儗?duì)創(chuàng)造大氣背后的基本機(jī)制知之甚少。有兩種機(jī)制:在行星形成過程中的揮發(fā)傳遞和年輕巖漿海洋行星冷卻和固化時(shí)的揮發(fā)釋放。還有兩種機(jī)制可以剝離大氣層，它們也需要更多的研究:光蒸發(fā)和恒星風(fēng)蝕。
要學(xué)的東西很多，這也是這項(xiàng)研究要解決的問題?！巴ㄟ^觀察M顆矮行星并確定哪些行星(如果有的話)擁有大氣，我們可以建立一個(gè)經(jīng)驗(yàn)基準(zhǔn)樣本，用于校準(zhǔn)大氣質(zhì)量損失模型，”作者清楚明確地說(shuō)道。
研究人員檢查了GJ 367b晝側(cè)發(fā)射光譜，以確定該表面由什么組成，以及存在什么類型的大氣，如果有的話，即使它只是一個(gè)稀薄的大氣。他們得出結(jié)論，這顆行星的反照率為零，沒有熱量再循環(huán)，也沒有大氣。
“GJ 367b是第一個(gè)具有熱表面觀測(cè)的地下，”張和他的合著者寫道?！斑@些觀測(cè)揭示了一顆行星，它沒有可探測(cè)的大氣，沒有熱量再分布，在黑體發(fā)射光譜的MIRI帶通(AB ≈ 0.1)中有一個(gè)黑暗的表面?！?br>“缺乏熱量再分配排除了≳1酒吧氣氛的廣泛成分，而發(fā)射光譜排除了一些成分甚至更薄的氣氛，”作者解釋說(shuō)。相比之下，地球大氣在海平面上大約是1巴。
GJ 367b缺乏氛圍并不奇怪。這是因?yàn)樗挥谒^的“宇宙海岸線”之上宇宙海岸線是將所有行星聯(lián)系在一起的統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)的隱喻。這是一條分界線，當(dāng)我們比較行星從其恒星接收的光線和行星大氣層逃逸到太空的容易程度時(shí)就會(huì)出現(xiàn)。
“鑒于這顆行星遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于‘宇宙海岸線’，缺乏大氣并不奇怪，盡管對(duì)于測(cè)量M矮行星的大氣來(lái)說(shuō)，這不是最好的消息，”作者解釋道。
GJ 367b永遠(yuǎn)都不適合居住。它離它的恒星太近了。但這仍然是重要的數(shù)據(jù)，將有助于引導(dǎo)科學(xué)家更好地了解一般的系外行星大氣。如果我們要了解紅矮星的可居住性，我們需要更多類似的數(shù)據(jù)。
“我們鼓勵(lì)JWST對(duì)接近或低于宇宙海岸線的行星進(jìn)行觀測(cè)，以了解哪些圍繞M矮星運(yùn)行的巖石行星(如果有的話)有大氣層，”作者總結(jié)道。
那么M矮星的可居住性前景如何？越來(lái)越多的證據(jù)表明，就系外行星的可居住性而言，紅矮星并不是很好的伙伴。由于它們?nèi)绱税档?，它們的可居住區(qū)域就更近了。這意味著紅矮星可居住帶中的系外行星會(huì)受到強(qiáng)烈的燃燒影響，這種燃燒會(huì)破壞大氣層，并使它們的表面沐浴在強(qiáng)烈的輻射中。