宇宙中正在上演一场震撼的“行星大气剥离”奇观。最新天文观测发现,一颗距离地球约850光年的气态巨行星,因极度接近其母恒星,长期遭受强烈辐射炙烤,大气层持续蒸发逸散,在太空中拖曳出两条长度惊人的“氦气巨尾”,外形酷似彗星,却完全是另一种天体现象。
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系外行星大气逸散形成的「氦气双尾」横跨近60%的公转轨道,长度达行星直径100倍,艺术模拟图。 (翻摄自蒙特娄大学/Benoit Gougeon)
据科学网站《SciTechDaily》报道,由瑞士日内瓦大学和加拿大蒙特利尔大学组成的国际研究团队,利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)完成了这项突破性观测。研究人员借助韦伯望远镜搭载的近红外无缝光谱仪(NIRISS),连续37小时追踪监测系外行星WASP-121b,首次完整记录其大气在整个公转轨道中的动态变化。
极端高温撕裂大气 两条氦气尾长度达行星直径百倍
WASP-121b是一颗典型的“极热木星”,绕恒星公转一周仅需约30小时。由于轨道极近,其大气被加热至数千摄氏度,轻质元素如氢和氦不断挣脱行星引力,向外逃逸。
韦伯望远镜凭借对红外波段的高灵敏度,清晰捕捉到氦元素的吸收信号,并揭示其形成两条方向截然不同的气体结构:一条被恒星风推向行星后方,另一条则在恒星引力作用下延伸至行星前方。两条氦气流横跨超过半个轨道空间,总长度相当于行星直径的100倍。
相关研究成果已发表在最新一期《自然·通讯》(Nature Communications)期刊,被认为是迄今最完整的系外行星大气流失观测案例。
颠覆传统模型 揭示行星演化的“慢性失重”过程
研究负责人罗曼·阿拉尔(Romain Allart)指出,长达37小时的连续观测显示,大气逸散并非简单、均匀的喷发过程,而是在恒星引力与恒星风共同作用下,形成高度复杂的动态结构。目前的理论模型尚难以完全解释这种“双尾”形态,说明行星与恒星环境之间的相互作用远比过去认知的更加复杂。
科学家表示,氦气已成为研究系外行星演化的重要“示踪物”。通过测量大气流失的速度和机制,天文学家可以推算这些极端高温行星的寿命和质量损失过程,从而进一步修正人类对行星系统形成与多样性的理论认知。
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编译链接:https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/5323877
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