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系外行星可能拥有富含氦气的大气层

系外行星可能拥有富含氦气的大气层

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  • 发布时间:2022-12-02 16:03
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还有其他行星的环境与我们的相似吗?由于天文技术的进步,我们现在知道有成千上万的行星围绕着遥远的恒星运行。一项新的研究表明,宇宙中的一些系外行星有富含氦气的大气层。太阳系行星大小不均的原因与氦含量有关。这一发现可以促进我们对行星演化的理解。

太阳系外行星大小偏差之谜

1992年才发现第一颗系外行星。之所以花了这么长时间才找到太阳系外的行星,是因为它们被星光挡住了。这就是为什么天文学家找到了一种寻找系外行星的巧妙方法。它在行星经过恒星之前检查时间轴的变暗。通过这种方式,我们现在知道行星也散布在太阳系之外。从地球到海王星,至少有一半的类太阳恒星至少有一个行星大小。据信,这些行星在诞生时有从恒星周围的气体和尘埃中收集的“氢”和“氦”大气层。

然而,奇怪的是,这两组系外行星的大小不同。一个大约是地球的1.5倍,另一个是地球的两倍多。出于某种原因,两者之间几乎没有任何联系。这种振幅偏差称为“半径谷”。这个谜的解决方案是帮助我们了解这些行星的起源和演化。

氦与太阳系外行星尺寸偏差的关系

一种假设是太阳系外行星的大小偏差(谷)与行星的大气层有关。恒星是极其恶劣的地方,行星经常受到X射线和紫外线的轰击。据信,这剥离了大气层,只留下了一小块岩芯。因此,密歇根大学博士生伊萨克·马斯基(Isaac Muskie)和芝加哥大学天体物理学家莱斯利·罗杰斯(Leslie Rogers)决定研究被称为“大气耗散”的行星大气剥离现象。

为了了解热和辐射对地球大气层的影响,他们使用行星数据和物理定律创建了一个模型,并进行了70000次模拟。他们发现,在行星形成数十亿年后,原子质量较低的氢会在氦之前消失。地球大气层中超过40%的质量由氦组成。

了解行星的形成和演化是发现外星生命的标志

根据研究团队的说法,我们也可以确认这个结果是否正确。高性能望远镜,如最近发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜,将能够确定行星大气中元素的类型和数量。如果马斯基的假设是正确的,富氦行星应该属于小行星群。这是因为氦的积累与大气的逐渐退化和行星的缩小相吻合。

另一方面,仍然含有氢和氦的行星的大气层正在膨胀。因此,如果大气层仍然存在,人们认为它将是一大群行星。所有这些行星都可能是热的,暴露在强烈的辐射下,并具有高压大气。因此,生命的发现似乎不太可能。但如果我们了解行星形成的过程,我们就能更准确地预测哪些行星存在,它们看起来是什么样子。它也可以用来寻找孕育生命的系外行星

 

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