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系外行星可能有富含氦氣的大氣層

發布時間:2022-12-02 15:50:41 打印
    系外行星可能有富含氦氣的大氣層:
    還有其他星球有和我們相似的環境嗎?由于天文技術的進步,我們現在知道有成千上萬顆行星圍繞著遙遠的恒星運行。一項新的研究表明,宇宙中的一些系外行星有富含氦氣的大氣層。太陽系行星大小不均勻的原因與氦氣含量有關。這一發現可能會讓我們在理解行星的進化方面更進了一步。
    太陽系外行星大小偏差之謎:直到1992年才發現第一顆系外行星。之所以花了這么長時間才找到太陽系外的行星,是因為它們被星光遮住了。因此,天文學家想出了一個尋找系外行星的聰明辦法。它檢查了當行星從其恒星前面經過時光線變暗的情況。通過這種方法,我們現在知道,即使在我們的太陽系之外,行星也很常見。至少一半的類太陽恒星從地球到海王星至少有一顆行星。這些行星被認為有“氫”和“氦”氣大氣。它們是從恒星誕生時周圍的氣體和塵埃中收集來的。
    然而奇怪的是,兩組系外行星的大小存在偏差。一個是地球的1.5倍左右,一個是地球的2倍多,出于某種原因,兩者之間幾乎沒有。這種振幅偏差稱為“半徑谷”。解開這個謎團被認為有助于我們理解這些行星的形成和演化。
    與太陽系外行星大小偏差的關系:一種假設是太陽系外行星的大小偏差(谷)與行星的大氣有關。恒星是極其糟糕的地方,行星不斷受到X射線和紫外線的轟擊。人們認為這剝去了大氣層,只留下一小塊巖石核心。因此,密歇根大學的博士生艾薩克·馬斯基(Isaac Musky)和芝加哥大學的天體物理學家萊斯利·羅杰斯(Leslie Rogers)決定研究行星大氣剝離現象,這種現象被稱為“大氣耗散”。
   為了了解熱和輻射對地球大氣層的影響,他們使用行星數據和物理定律創建了一個模型,并進行了70,000次模擬。他們發現,在行星形成數十億年后,原子質量更小的氫會先于氦消失。地球大氣質量的40%以上可能由氦構成。
    了解行星的形成和演化是發現地外生命的線索。根據研究團隊的說法,也可以確認這個結果是否正確。高性能望遠鏡,如最近發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,將能夠確定行星大氣中元素的類型和數量。如果馬斯基的假設是正確的,富氦行星應該屬于小行星群。這是因為氦的積累與大氣層的逐漸剝離和行星的縮小相吻合。
    另一方面,仍然含有氫和高純氦氣的行星具有膨脹的大氣層。因此,如果大氣層仍然存在,人們認為它將是一大群行星。所有這些行星可能非常熱,暴露在強烈的輻射下,并有高壓大氣。因此,生命的發現似乎不太可能。但了解行星形成的過程將使我們能夠更準確地預測存在什么樣的行星以及它們的樣子。它還可以用來尋找孕育生命的系外行星。
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